Silikon metali, alüminyum alaşımları, silikonlar ve yarı iletken sınıfı silikon için temel hammaddedir ve aynı zamanda kendi başına bir alaşım elementidir. Kontrollü bir alaşım ilavesi olarak silikon, metalleri güçlendirir ve stabilize eder, döküm davranışını iyileştirir, korozyon direncini artırır ve manyetik ve termal tepkiyi değiştirir. Bu nedenle dökme alüminyum bileşenler, çelik üretimi, transformatör çekirdekleri ve bakır alaşımlı donanım spesifikasyonlarında silikon metali ve ferrosilikon görünür.
Alaşım Elementi Olarak Silikon Metal
Silikon, alüminyum, demir, bakır ve nikel bazlı sistemlerde kolaylıkla çözünür. Alüminyumda erime aralığını düşürür ve akışkanlığı artırarak ince ve karmaşık dökümlerin doldurulmasına olanak tanır. Çelik ve dökme demirde, oksit giderici ve katı çözelti güçlendirici görevi görerek sertliği ve elektriksel direnci artırır. Bakırda mükemmel korozyon direncini korurken mukavemeti artıran sert metaller arası fazlar oluşturur. Her durumda fayda, ekleme düzeyine bağlıdır; dolayısıyla derece ve doz, ayrım gözetmeksizin eklenmek yerine hedef özelliğe göre belirlenir.
Hafif Dökümler için Alüminyum-Silikon Alaşımları
Alüminyum-silikon sistemi alüminyum dökümün omurgasıdır. %6,5 ila 7,5 Si içeren bir AlSi7Mg alaşımı olan A356, yerçekimiyle döküm jantlar ve yapısal bileşenler için kullanılır. %9,0 ila 11,0 Si içeren AlSi10Mg, basınçlı döküm ve metal katkılı üretime hizmet eder. %9,6 ila 12,0 Si içeren ADC12, yüksek hacimli pres döküm muhafazalar ve kapaklar için güçlü bir üründür. Silikon dökülebilirliği artırır, sıcak yırtılmayı bastırır, büzülme gözenekliliğini azaltır ve aşınma direncini artırırken, ana metalin yaklaşık 2,7 g/cm3 olan düşük yoğunluğu bileşenleri hafif tutar. Bu alaşımlar bu nedenle otomotiv motor ve şanzıman parçalarında, havacılık braketlerinde ve elektronik muhafazalarda standarttır.
Çelik Üretiminde Silikon ve Elektrikli Çelik
Çelik yapımında klasik silikon taşıyıcı ferrosilikondur ve yaklaşık %75 Si içeren FeSi75, deoksidasyon ve alaşımlama için yaygın olarak kullanılır. Silikon çözünmüş oksijeni giderir, eriyiğin akışkanlığını artırır ve yay ve takım çeliklerinde sertliğe ve temperleme direncine katkıda bulunur. Elektrikli çelikte kabaca %0,5 ila 3,5 arasındaki silikon içeriği elektrik direncini artırır ve böylece motor ve jeneratör çekirdeklerindeki girdap akımı kayıplarını azaltır. Tanecik-yönelimli transformatör kaliteleri, haddeleme yönü boyunca düşük çekirdek kaybı sağlamak üzere kontrollü tanecik yönelimi ile tipik olarak %3 civarında Si taşır. Bu seviyenin üzerinde şerit kırılgan hale gelir ve yuvarlanması zorlaşır, böylece silikon içeriği her zaman manyetik performans ve üretilebilirliğe göre dengelenir.
Silikon Bronz ve Bakır Alaşım Uygulamaları
Silikon bronz, silikonun genellikle küçük bir manganez ilavesiyle dayanıklılık ve olağanüstü korozyon direnci sağladığı bir bakır alaşımı ailesidir. CuSi3Mn1 olarak da bilinen C65500, kabaca %2,8 ila %3,8 Si ve %0,5 ila %1,3 Mn içerir ve denizcilik donanımı, valf gövdeleri, pompa ve pervane parçaları ve elektrik konnektörleri için standart bir seçimdir. Alaşım, hem tatlı hem de tuzlu suya dayanıklı koruyucu bir yüzey filmi oluşturur ve makinede ve soğukta iyi çalışır. Silikon aynı zamanda alüminyum bronzlarda ve özel pirinçlerde, yapıyı iyileştirdiği ve aşınma davranışını iyileştirdiği değiştirici bir katkı maddesi olarak da kullanılır.
Dereceler, Saflık ve Sıralama Konuları
| Seviye | Fe maks | Maksimum | Ca maks | Tipik Uygulama |
|---|---|---|---|---|
| 553 | 0.5 % | 0.5 % | 0.3 % | Genel alüminyum alaşımı ve deoksidasyon |
| 441 | 0.4 % | 0.4 % | 0.1 % | Alüminyum döküm alaşımları ve kimyasal kullanımı |
| 3303 | 0.3 % | 0.3 % | 0.03 % | Elektrikli çelik ve daha yüksek dereceli alüminyum |
| 2202 | 0.2 % | 0.2 % | 0.02 % | Yüksek saflık ve elektronik uygulamalar |
Seviye:sayısal kısaltma maksimum demir, alüminyum ve kalsiyum seviyelerini kodlar; dolayısıyla 553 ve 2202, silikon içeriğinden ziyade eser element kontrolü açısından farklılık gösterir.
Topak boyutu:fırın yüklemesi için genel boyutlandırma 10 ila 100 mm'dir; pota düzeltme için daha ince kırma boyutları ve özel işlemler için toz.
Ambalajlama:jumbo torbalar veya çelik variller kuru ve mühürlüdür çünkü nem alımı eriyik kalitesini ve kullanımını etkiler.
Belgeler:Lot başına kimyasal analiz ve elektrik veya elektronik açısından daha sıkı bir iz element raporu kullanılır.
Alüminyum-silikon dökümlerde dökülebilirliği kaybetmeden hafiflik ve dayanıklılık.
Çelikte deoksidasyon ve alaşımlama, kaldırma sertliği ve-yüksek sıcaklık kararlılığı.
Artan direnç sayesinde elektrikli çelikte daha düşük çekirdek kaybı.
Denizcilik ve elektrik işleri için silikon bronzda korozyon direnci ve işlenebilirlik.
Öngörülebilir maliyet, çünkü silikon metal kaliteleri tescilli bileşimler yerine yayınlanmış spesifikasyonlara göre işlem görmektedir.
Sıkça Sorulan Sorular
S: Gelişmiş alaşım uygulamalarında silikon metal nasıl kullanılır?
C: Alüminyum-silikon döküm alaşımları, çelik yapımında kullanılan ferrosilikon, kontrollü dirençli elektrikli çelik ve silikon bronz ve diğer bakır alaşımları için silikon kaynağıdır. Her durumda gücü, dökülebilirliği, korozyon direncini veya manyetik kaybı değiştirir.
S: Alüminyum dökümlerde silikon ne gibi fayda sağlar?
C: Silikon akışkanlığı ve dökülebilirliği artırır, sıcak yırtılma ve büzülme gözenekliliğini azaltır, aşınma direncini artırır ve ağırlığı düşük tutmaya yardımcı olur. Bu kombinasyon otomotiv, havacılık ve elektronik muhafazalara uygundur.
S: Elektrikli çeliğe neden silikon eklenir?
C: Silikon, manyetik çekirdeklerdeki girdap akımı kayıplarını azaltan elektrik direncini artırır. Tanecik-yönelimli transformatör kaliteleri bu etkiye dayanır; silikon genellikle %3 civarındadır ve tanecik yönelimi sıkı bir şekilde kontrol edilir.
S: Silikon bronz ne için kullanılır?
C: C65500 gibi silikon bronz, denizcilik donanımı, valf ve pompa bileşenleri, bağlantı elemanları ve elektrik konnektörleri için kullanılır, çünkü faydalı gücü tatlı ve tuzlu su korozyonuna karşı güçlü dirençle birleştirir.
Soru: 553, 441, 3303 ve 2202 notları ne anlama geliyor?
C: Rakamlar sırasıyla maksimum demir, alüminyum ve kalsiyum içeriğini ifade eder. Daha düşük sayılar, elektrik, elektronik ve yüksek özellikli alaşım kullanımları için önemli olan daha sıkı iz element kontrolü anlamına gelir.
S: Silikon metali, çeliğin deoksidasyonu için ferrosilikon'un yerini alabilir mi?
C: Silikon metali kullanılabilir, ancak ferrosilikon genellikle daha ekonomiktir ve rutin deoksidasyon için çözülmesi daha kolaydır. Silikon metali, demir alımının sınırlı olması veya belirli bir artık kimyanın gerekli olduğu durumlarda seçilme eğilimindedir.