El metal de silicio (silicio industrial de grado metalúrgico) juega principalmente el doble papel de la regulación de la aleación y el rendimiento en la producción de lingotes de aluminio. Su papel específico se refleja en los siguientes cuatro aspectos:
1. Mejora de las propiedades mecánicas: "potenciador" de resistencia y dureza
El silicio es uno de los elementos de aleación más importantes en las aleaciones de aluminio, y mejora significativamente la resistencia y la dureza de los lingotes de aluminio a través del mecanismo de fortalecimiento de la solución sólida. Cuando el silicio se distribuye uniformemente en la matriz de aluminio en forma atómica, obstaculizará el movimiento de dislocación, lo que dificulta que los lingotes de aluminio se sometan a una deformación plástica cuando se somete a fuerza. Por ejemplo, en los lingotes de aluminio fundido, cuando el contenido de silicio aumenta del 1% al 10%, su resistencia a la tracción se puede aumentar de aproximadamente 120MPa a más de 250MPa, y la dureza (HB) puede aumentarse de 30 a más de 80, cumpliendo efectivamente los requisitos de alta resistencia de los bloques de cilindros de motores automovilísticos, los saltadores y otras partes.
2. Mejorar el rendimiento de la fundición: "Optimizador" para la fluidez y formabilidad
En la producción de lingotes de aluminio fundido, el silicio metálico puede reducir significativamente el punto de fusión de las aleaciones de aluminio (el punto de fusión del aluminio puro es de 660 grados, y el punto de fusión de las aleaciones de aluminio que contiene un 12% de silicio se puede reducir a 577 grados), al tiempo que mejora la fluidez del metal molen. El bajo punto de fusión y la alta fluidez facilitan las aleaciones de aluminio llenar las cavidades de moho en procesos como la fundición y la fundición de arena, reducir los defectos de fundición como los poros y la contracción, y son especialmente adecuados para fundiciones de precisión con formas complejas (como viviendas de cajas de cambios y componentes de comunicación electrónica). Los datos experimentales muestran que la fluidez de las aleaciones de aluminio fundido que contienen 8% -10% de silicio es más del 40% mayor que la del aluminio puro, y la tasa calificada de fundiciones se puede aumentar a más del 95%.
3. Optimizar el rendimiento del procesamiento: "Regulador" para la resistencia a las grietas y el rendimiento de corte
La adición de metal de silicio puede mejorar el rendimiento de procesamiento de los lingotes de aluminio. Para lingotes de aleación de aluminio deformados (como lingotes de aluminio utilizados para rodar y extrusión), una cantidad apropiada de silicio puede refinar los granos, reducir el riesgo de grietas durante el procesamiento y hacer que los lingotos de aluminio sean más fáciles de hacer en placas y perfiles a través de la rodillos, el estiramiento y otros procesos. En lingotes de aleación de aluminio de alto silicio, el silicio se distribuye uniformemente en partículas finas, lo que puede mejorar el rendimiento de corte del material y reducir el desgaste de la herramienta. Es especialmente adecuado para piezas que requieren procesamiento de precisión (como perfiles de aluminio para aeroespacial).
4. Mejora la resistencia a la corrosión: "agente protector" ambientalmente adaptable
La fase de aleación formada por silicio y aluminio tiene una buena estabilidad química y puede mejorar la resistencia a la corrosión de los lingotes de aluminio. En las aleaciones de aluminio que contienen 5% -12% de silicio, el silicio puede inhibir la corrosión electroquímica del aluminio en ambientes húmedos, ácidos y alcalinos y formar una capa protectora de película de óxido denso. Esta característica le da a los lingotes de aluminio una vida útil más larga en escenarios como ingeniería marina, construcción de paredes exteriores y equipos químicos. Por ejemplo, el tiempo de resistencia a la corrosión de spray de sal de los perfiles de aleación de aluminio marino se puede aumentar de 200 horas de aluminio puro a más de 500 horas.
Requisitos específicos para el contenido de silicio en la producción de lingotes de aluminio
Requisitos de pureza para el metal de silicio: grado metalúrgicoSilicon 441/ Silicon 553es el principal
El silicio industrial utilizado en la producción de lingotes de aluminio es principalmente metal de silicio de grado metalúrgico, y su pureza afecta directamente la calidad de los lingotes de aluminio. Los modelos principales son Silicon Metal 441 (Al menos o igual a 0. 4%, Fe menor o igual a 0. 4%, CA menor o igual a 0. 1%) y Silicon Metal553 (Al menos o igual a {{8}. 5%, Fe menos o igual a o igual a {{1 0}}. 5%, ca menos o igual a 0.3%):
Los lingotes de aluminio de fundición de alta gama (como los bloques de cilindros del motor de automóvil) generalmente usan 441 silicio de metal. Las bajas impurezas de aluminio y bajas de hierro pueden reducir las inclusiones en los lingotes de aluminio (como al₂o₃, fase Fesi) para evitar el agrietamiento de las piezas de fundición debido a las inclusiones cuando están bajo estrés.
Los lingotes de aluminio de fundición y deformación ordinarios pueden usar 553 silicio de metal para reducir el costo de las materias primas y garantizar el rendimiento básico. Para lingotes de aleación de aluminio de alto silicio, 441 o3303 Silicon MetalCon una mayor pureza debe usarse para evitar impurezas que afecten la conductividad térmica y la resistencia al desgaste.
Influencia clave de la calidad del metal de silicio en la producción de lingotes de aluminio
Además del contenido, el control de pureza e impureza del metal de silicio es crucial para la calidad de los lingotes de aluminio:
Bajo aluminio y bajo en hierro: las impurezas de aluminio y hierro en el metal de silicio formarán fases frágiles (como Alfesi) en lingotes de aluminio, causando cracking o fluctuaciones de rendimiento durante el procesamiento de lingotes de aluminio. Por lo tanto, el contenido de aluminio del metal de silicio utilizado para fundir lingotes de aluminio debe ser menor o igual que {{0}}. 5%, y el contenido de hierro debe ser menor o igual a 0.5%.
Bajo calcio y bajo fósforo: el calcio reducirá la fluidez de las aleaciones de aluminio, y el fósforo causará poros en las piezas de fundición. El metal de silicio de alta calidad necesita controlar el calcio menor o igual a 0. 3% y fósforo menor o igual a 0. 02%.
Tamaño uniforme: el tamaño deSilicon Metal (generalmente 10-100 mm)Debe ser uniforme para evitar la disolución incompleta de grandes piezas de silicio durante la fundición, o la pérdida causada por volar en polvo fino.
El metal de silicio juega múltiples roles en la mejora de la aleación, la optimización de la fundición, la mejora del procesamiento y la mejora de la resistencia a la corrosión en la producción de lingotes de aluminio. Su contenido y pureza determinan directamente los escenarios de rendimiento y aplicación de lingotes de aluminio. Desde 5% -12% de lingotes de aluminio fundido a 1% -5% de lingotes de aluminio deformados, y luego al 10% -20% de los lingotes especiales de aluminio de aluminio alto en silencio, los lingotes de aluminio con diferentes contenidos de silicon se adaptan precisamente a las necesidades de las necesidades de las necesidades automotivas, electrónica, electrones, electroes, y otros contenedores de alumnos. La selección de modelos de metal de silicio de grado metalúrgico coincidente (como 441, 553) y las impurezas de control estrictamente son las garantías centrales para lograr la producción de alta calidad de lingotes de aluminio.
