접종은 현대 철 주조 작업에서 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 안접종제-일반적으로 규소, 칼슘, 바륨, 스트론튬 또는 희토류 원소를 포함하는 합금철-은 흑연 구조를 제어하고 탄화물 형성을 줄이며 기계적 특성을 향상시키기 위해 주조 직전에 용선에 첨가됩니다. 그러면 접종제의 주요 기능은 정확히 무엇입니까? 접종제는 다양한 목적으로 사용되지만 핵심 기능은 다음과 같습니다.다수의 흑연 핵생성 부위의 형성을 촉진합니다.응고 중. 이 문서에서는 4~5가지 핵심 사항을 통해 이 기본 기능을 설명합니다.
1️⃣ 이종 핵 생성 사이트 제공
접종제의 주요 기능은 흑연 침전을 위한 기질 역할을 하는 이물질을 용선에 도입하는 것입니다. 접종하지 않으면 흑연은 제한된 수의 자연 발생 지점에서만 핵 생성되어 과냉각된 흑연 구조(유형 D 또는 E)와 과도한 탄화물 형성을 초래합니다.
접종제가 용선에 용해되면 칼슘, 바륨, 스트론튬, 알루미늄 및 희토류 금속과 같은 원소가 방출됩니다. 이러한 원소는 용융물에 존재하는 산소, 황, 질소와 반응하여 안정적인-융점-화합물-(일반적으로 산화물, 황화물 및 산황화물)을 형성합니다. 이들 화합물은 주조 온도에서 고체를 유지하며 흑연이 쉽게 핵생성을 할 수 있는 결정질 표면을 제공합니다.
이용 가능한 핵 생성 지점이 많을수록 흑연은 더 미세하고 균일하게 분포됩니다. 이것이 바로-바륨이나 스트론튬을 함유한 고성능 접종제가 표준 페로실리콘보다 더 효과적인 이유입니다.-더 많고 더 안정적인 핵 생성 입자를 형성합니다.
2️⃣ 냉기 감소 및 탄화물 방지
접종제의 두 번째 중요한 기능은 주조 표면이나 얇은 부분에서 단단하고 부서지기 쉬운 탄화철(시멘타이트)의 형성을 냉각{0}}하거나 제거하거나 줄이는 것입니다. 냉각은 충분한 흑연 핵형성 없이 용융된 철이 공융 온도를 통해 급속히 냉각되어 탄소가 흑연 대신 탄화철로 침전될 때 발생합니다.
풍부한 핵 생성 지점을 제공함으로써 접종제는 흑연이 더 높은 온도(평형 근처)에서 형성되기 시작할 수 있도록 합니다. 흑연이 핵을 형성하고 성장하면 추가 냉각 속도를 늦추는 잠열을 방출하여 탄화물 침전보다는 흑연 형성을 더 선호하는 조건을 만듭니다. 이러한 자기{2}}강화 효과는 적절하게 접종된 회주철이 균일한 경도와 우수한 가공성을 나타내는 이유입니다.
실린더 라이너, 브레이크 드럼 또는 공작 기계 베드와 같은 중요한 응용 분야에서는 절삭 공구를 손상시키고 부품 성능을 저하시키는 국부적인 딱딱한 지점을 방지하기 위해 예방접종이 필수적입니다.
3️⃣ 흑연의 형태와 분포 조절
접종제는 또한 금속 매트릭스 내 흑연 입자의 흑연 형태-모양, 크기 및 분포를 제어하는 기능을 합니다. 회주철의 목표는 A형 흑연입니다. 즉, 균일하게 분포되고 무작위 방향의 적당한 길이의 플레이크입니다. 접종하지 않으면 회주철은 강도와 가공성을 감소시키는 과냉각된 유형 D 또는 E 흑연(미세한 수지상 돌기간 플레이크)을 형성하는 경향이 있습니다.
다양한 접종제 구성은 특정 메커니즘을 통해 흑연 모양에 영향을 미칩니다.
칼슘흑연 핵형성을 촉진하지만 상대적으로 빨리 사라집니다.
바륨탁월한 페이딩 저항성을 제공하여 8~12분 동안 핵 생성을 유지합니다.
스트론튬냉기 제어를 위한 얇은{0}}섹션 주조에 특히 효과적입니다.
희토류(세륨, 란타늄) 질소를 중화하고 흑연을 정제함
연성 철의 경우 접종제는 마그네슘 구상화제와 함께 작용하여 흑연이 플레이크가 아닌 회전타원체로 침전되도록 합니다. 격렬한 마그네슘 반응에 의해 파괴된 핵 생성 부위를 복원하기 위해 마그네슘 처리 후 바륨 함유 접종제를-사용한 후 접종이 필수적인 경우가 많습니다.
4️⃣ 구간 민감도 최소화
접종제의 또 다른 중요한 기능은 단면 민감도({0}}동일한 주물의 두꺼운 부분과 얇은 부분 사이의 미세 구조 및 경도의 변화)를 줄이는 것입니다. 접종되지 않은 철은 냉각 속도에 따라 다르게 응고됩니다. 얇은 부분은 빠르게 냉각되어 탄화물을 형성하는 경향이 있는 반면, 두꺼운 부분은 천천히 냉각되어 거친 흑연을 생성합니다.
적절하게 선택된 접종제는 냉각 속도에 관계없이 일관된 흑연 핵 생성을 촉진합니다. 핵 생성 지점의 밀도가 높기 때문에 빠르게 냉각된 단면이라도 탄화물이 형성되기 전에 흑연이 석출될 수 있습니다. 그 결과 기하학적 복잡성에 관계없이 전체 주물에 걸쳐 균일한 경도와 미세 구조가 생성됩니다.
이 기능은 엔진 블록, 펌프 하우징 및 밸브 본체와 같이 벽 두께가 다양한 복잡한 주조에 특히 유용합니다. 고성능-접종제를 사용하는 주조업체는 섹션 관련 결함으로 인한 폐기율이 크게 감소했다고 보고합니다.-
5️⃣ 긴 타설 시간을 위한 페이딩 저항 확장
고급 접종제의 마지막 핵심 기능은 페이딩 저항성을 제공하여{0}}첨가 후 시간이 지나도 핵 생성 효과를 유지하는 것입니다. 모든 접종제는 핵 생성 입자가 용선에서 거칠어지거나 용해됨에 따라 점차적으로 효율성을 잃습니다. 표준 페로실리콘 접종제는 3~5분 내에 사라지므로 대형 주조 또는 천천히 붓는 작업에 대한 유용성이 제한됩니다.
실리콘 바륨 접종제는 보다 안정적인 산화물- 기반 핵 생성 사이트를 형성하여 이 기간을 8{1}}12분으로 확장합니다. 일부 희토류 함유 제제는 훨씬 더 오랫동안 효과를 발휘합니다. 이 퇴색 방지 기능을 사용하면 주조소에서 공정 초기에 접종하고 접종 이점을 잃지 않고 더 큰 주형을 부을 수 있습니다.
마그네슘 처리로 인해 많은 핵생성 부위가 파괴되는 연성철의 경우 최종 주조에서 결절 수를 유지하려면 변색 방지-포스트-접종제가 필수적입니다.
결론
철 주조에서 접종제의 주요 기능은 고온에서 흑연 석출을 촉진하고 냉각 및 탄화물을 감소시키며 흑연 형태를 제어하고 단면 감도를 최소화하며 연장된 주입 시간 동안 퇴색을 방지하는 풍부하고 안정적인 흑연 핵 생성 지점을 제공하는 것입니다. 이러한 상호 연결된 기능을 수행함으로써 접종제는 일반 용선을 일관된 기계적 특성, 우수한 가공성 및 안정적인 성능을 갖춘 고품질 주조물로 변환합니다. 표준 페로실리콘이든, 실리콘 바륨이든, 특수 제제이든-올바른 접종제 선택은-주조 형상, 생산 주기 시간 및 특정 성능 요구 사항에 따라 달라집니다.
