Nel casting in alluminio, l'alluminio fuso ha le caratteristiche di alta temperatura (700 gradi), una forte attività chimica, una facile ossidazione e una buona bagnabilità ai materiali refrattari (facile adesione e penetrazione) . Questo pone requisiti estremamente rigorosi sul materiale del tubo del riser:
Requisiti di prestazione principale:
1: Eccellente resistenza ad alta temperatura: quando si lavora a lungo al di sopra di 700 gradi, deve mantenere una resistenza strutturale sufficiente per resistere alla pressione statica del liquido in alluminio e della pressione di riempimento, senza deformazione o frattura .
2: Eccellente resistenza agli shock termici: il tubo di riser deve subire ripetutamente drastiche variazioni di temperatura dalla temperatura ambiente all'alta temperatura (immersione in alluminio liquido/riempimento) e quindi a temperatura ambiente (sostituzione/manutenzione) . Il materiale deve essere in grado di resistere a tale shock termico senza rompere o sbucciare .
3: Excellent resistance to aluminum liquid erosion/wettability: The material must be able to resist the chemical erosion and physical dissolution of high-temperature aluminum liquid, and be not easily wetted by the aluminum liquid (with a large contact Angle), preventing the aluminum liquid from seeping into the material's pores or climbing along the surface, which could lead to "fire leakage", blockage, thickening of the pipe wall, o anche frattura .
4: Buona resistenza all'adesione di allumina: un film di allumina è costantemente formato sulla superficie dell'alluminio fuso . questi film tendono ad aderire alla parete interna del tubo di riser, che si accumulano gradualmente per essere ispessiti, bloccando la pipa, bloccando alla fine il tubo, a bloccare la tuba ossido di alluminio .
5: Porosità bassa/alta densità: riduce i canali per penetrare in alluminio fuso, migliorando la resistenza all'erosione e la resistenza meccanica .
6: stabilità dimensionale e resistenza all'usura: garantisce un diametro interno stabile e una lunga durata di servizio .
7: certa inerzia chimica: non subisce reazioni dannose con alluminio fuso o atmosfere protettive .
Tipi e analisi di materiali comuni:
Al₂tio₅ aliumina Titanate Riser Tubo:
Caratteristiche e vantaggi:
Coefficiente ultra-basso di espansione termica, vicino all'espansione zero .
Offre un'eccellente resistenza agli shock termici e può resistere a gravi cicli di temperatura (temperatura ambiente → 700 gradi C Alluminio fuso → Temperatura ambiente) .
Bassa conduttività termica: ridurre la perdita di calore e mantenere la stabilità della temperatura dell'alluminio fuso .
Inertezza chimica: ha una scarsa bagnabilità all'alluminio fuso (con un grande angolo di contatto) e non è facile aderire al film di ossido di alluminio (al₂o₃) .
Difetti e sfide:
Difetti e sfide
Insufficiente resistenza ad alta temperatura
Problema di sensibilità di decomposizione
Bassa tenacità della frattura
La difficoltà di produzione è alta .
Scenari applicabili
Solo per condizioni operative a bassa temperatura o corto:
È adatto a piccoli getti con una temperatura di riempimento non superiore a 700 gradi e un ritmo di produzione lenta (come piccoli gusci a bassa pressione) .
Tubo riser nitruro di silicone silicone
Caratteristiche e vantaggi:
Alta forza e alta tenacia
It maintains excellent flexural strength (>500 MPa) dalla temperatura ambiente a 1200 gradi e ha una forte resistenza all'impatto meccanico .
Eccezionale resistenza agli shock termici
Un coefficiente medio di espansione termica (3 . 2 × 10⁻⁶/ gradi) combinato con conducibilità termica elevata (30 W/ m · K) allevia lo stress termico.
Resistenza all'erosione eccezionale
Un film di passivazione di siO₂ si forma in superficie, impedendo la penetrazione di alluminio fuso ed erosione chimica .
Bassa bagnabilità
L'angolo di contatto con alluminio fuso è maggiore di 90 gradi, riducendo significativamente il rischio di adesione di allumina .
Difetti e sfide
Il costo è estremamente alto
Restrizioni su componenti di grandi dimensioni
La resilienza è ancora insufficiente
Scenari applicabili
Campi di domanda speciale ad alte prestazioni
Piccole getti di precisione con rigorosi requisiti di forza per aerospaziale, industria militare e altri campi .
Tubo riser SIC legato Si₃n₄
Caratteristiche e vantaggi:
Equilibrio ottimale di resistenza, resistenza e resistenza alla corrosione:
Gli scheletri in carburo di silicio offrono durezza ultra-alta, resistenza all'usura e conducibilità termica (120 W/M · K) .
La fase legata al nitruro di silicio riempie i pori, migliora la tenacità e blocca la penetrazione dell'alluminio fuso .
Ultimate resistenza agli shock termici
L'elevata conduttività termica di SIC disperde rapidamente il calore e i tampona Si₃n₄ stress termico, resistendo a oltre un migliaio di cicli termici .
Resistenza di prim'ordine all'erosione liquida in alluminio
Un denso strato Si₂on₂/siO₂ si forma sulla superficie, con un angolo di bagnatura superiore a 110 gradi, e difficilmente aderisce all'allumina .
Durata della vita ottimale ed efficacia in termini di costi
La durata del servizio raggiunge oltre 3, 000 cicli fornace (alluminio titanate <500 cicli) e il costo completo è inferiore a quello di puro si₃n₄ .
Difetti e sfide:
Il costo di produzione rimane relativamente alto
Il processo di sinterizzazione della reazione richiede un controllo preciso del processo di infiltrazione del silicio e ha una soglia tecnica elevata .
Sensibile all'ossidazione a bassa temperatura
Una leggera ossidazione può verificarsi al di sotto di 600 gradi (senza influire sulla performance principale) .
Scenari applicabili:
I materiali mainstream assoluti per la fusione in alluminio:
Copre oltre il 90% delle parti automobilistiche (hub, blocchi cilindri, ecc. .) e campi industriali civili .
Prima scelta per la produzione di massa
È particolarmente adatto per le linee di produzione automatizzate, garantendo un'elevata stabilità e bassi costi di manutenzione di inattività .
