Tại sao ống nâng silicon Nitride trở thành tiêu chuẩn vàng cho đúc nhôm?- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

Ưu điểm về hiệu suất của Silicon Nitride trong đúc khuôn áp suất thấp

Silicon nitride (Si3N4) đã nổi lên như là vật liệu hàng đầu cho ống nâng trong khuôn đúc áp suất thấp (LPDC) nhờ các đặc tính vật lý nhiệt đặc biệt của nó. Không giống như ống gang hoặc sợi gốm truyền thống, silicon nitride mang đến sự kết hợp độc đáo giữa độ bền đứt gãy cao và độ giãn nở nhiệt thấp. Điều này đảm bảo rằng ống có thể chịu được sự biến động nhiệt độ nhanh chóng xảy ra trong quá trình phân phối nhôm nóng chảy mà không bị nứt. Hơn nữa, đặc tính không làm ướt vốn có của vật liệu ngăn chặn sự tích tụ nhôm ở các bức tường bên trong và bên ngoài, duy trì đường kính dòng chảy ổn định và giảm nguy cơ ô nhiễm trong quá trình đúc cuối cùng.

Khả năng chống sốc nhiệt và tuổi thọ

Một trong những lợi ích thiết thực quan trọng nhất của ống nâng silicon nitride là khả năng chịu đựng "khởi động nguội" và đạp xe nhanh. Bởi vì vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt rất thấp nên nó không trải qua những thay đổi thể tích đáng kể khi di chuyển từ nhiệt độ phòng sang bể kim loại nóng chảy (thường ở khoảng 750°C). Độ bền này trực tiếp chuyển thành tuổi thọ sử dụng có thể vượt quá 12 tháng trong môi trường sản xuất liên tục, giảm đáng kể tần suất ngừng lò và chi phí nhân công bảo trì so với các vật liệu thay thế.

Thông số kỹ thuật và so sánh vật liệu

Khi đánh giá các lựa chọn ống nâng, điều cần thiết là phải xem xét dữ liệu cơ học tách silicon nitride thiêu kết chịu áp suất khí (GPSN) khỏi các vật liệu chịu lửa thông thường khác. Mật độ và độ kín khí của GPSN đảm bảo rằng áp suất tác dụng trong lò được chuyển đổi một cách hiệu quả thành lực nâng kim loại, ngăn chặn hiện tượng "sủi bọt" hoặc rò rỉ khí xảy ra với các giải pháp thay thế gốm xốp.

Tài sản	Silicon Nitrua (GPSN)	Gang (tráng)	Nhôm titan
Mật độ (g/cm³)	3,2 - 3,25	7.2	3,3 - 3,5
Cuộc sống phục vụ	Lên đến 12 tháng	1 - 2 tuần	3 - 6 tháng
Chống ăn mòn	Tuyệt vời	Kém (Sắt đón)	Trung bình

Thực hành tốt nhất về cài đặt và bảo trì

Để đạt được lợi tức đầu tư tối đa cho ống nâng silicon nitride, các xưởng đúc phải tuân thủ các quy trình lắp đặt và xử lý cụ thể. Mặc dù vật liệu này cực kỳ bền dưới áp lực vận hành nhưng nó là loại gốm kỹ thuật và có thể nhạy cảm với các tác động cơ học sắc nét. Việc bịt kín mặt bích đúng cách và đảm bảo các bộ phận làm nóng không tạo ra các điểm nóng cục bộ là những yếu tố quan trọng dẫn đến thành công.

Luôn sử dụng gioăng sợi gốm chất lượng cao tại điểm kết nối để đảm bảo độ kín khí trong quá trình điều áp.
Làm nóng ống từ từ nếu nó được lắp vào lò đã đạt nhiệt độ vận hành tối đa để giảm thiểu độ dốc cục bộ cực độ.
Thường xuyên kiểm tra khu vực mặt bích xem có bất kỳ dấu hiệu nào của ứng suất cơ học hoặc mài mòn do rung động từ máy đúc không.
Làm sạch đầu ống định kỳ bằng dụng cụ cạo mềm để loại bỏ cặn bẩn có thể bám dính trong quá trình nạp lại lò.

Tác động đến chất lượng đúc và giảm phế liệu

Sự chuyển đổi sang ống nâng silicon nitride có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng luyện kim của các bộ phận được sản xuất. Các ống kim loại truyền thống thường rỉ sắt vào nhôm nóng chảy, dẫn đến hiện tượng “hút sắt” gây giòn và làm suy giảm tính chất cơ học của các bộ phận trên ô tô như bánh xe hay khối động cơ. Silicon nitride trơ về mặt hóa học khi có mặt nhôm nóng chảy, đảm bảo rằng thành phần hóa học của hợp kim vẫn nguyên chất từ lò giữ đến khoang khuôn. Độ tinh khiết này, kết hợp với bề mặt bên trong nhẵn giúp giảm thiểu sự nhiễu loạn, làm giảm đáng kể tỷ lệ phế liệu do tạp chất oxit hoặc độ xốp của khí gây ra.

Lợi ích kinh tế cho sản xuất khối lượng lớn

Mặc dù giá mua ban đầu của ống nâng silicon nitride cao hơn giá mua ban đầu của gang hoặc nhôm titanate nhưng tổng chi phí sở hữu lại thấp hơn đáng kể. Chỉ riêng việc giảm thời gian ngừng hoạt động—chuyển từ thay ống hàng tuần sang thay thế hàng năm—cho phép tăng thêm hàng trăm giờ sản xuất. Khi kết hợp với khả năng tiết kiệm năng lượng nhờ đặc tính cách nhiệt vượt trội và năng suất tăng lên từ vật đúc chất lượng cao hơn, silicon nitride chứng tỏ là giải pháp tiết kiệm chi phí nhất cho các xưởng đúc nhôm hiện đại, khối lượng lớn.