لوله های افزایش دهنده نیترید سیلیکون: انقلابی در حمل و نقل فلزات مذاب- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

کارایی و یکپارچگی فرآیندهای با دمای بالا، به ویژه آنهایی که شامل فلزات غیر آهنی مذاب مانند آلومینیوم، به شدت به مواد مورد استفاده برای اجزای حیاتی بستگی دارد. در این میان، لوله رایزر - یک عنصر کلیدی در ریخته گری فشار پایین و انتقال فلز - برجسته است. برای چندین دهه، مواد سنتی با چالش‌های مربوط به شوک حرارتی، سایش و خوردگی مواجه بودند. ظهور لوله افزایش دهنده نیترید سیلیکون فناوری به طور اساسی این چشم انداز را تغییر داده است و راه حلی برتر برای این برنامه های کاربردی ارائه می دهد.

برتری مواد: مزیت نیترید سیلیکون

نیترید سیلیکون ( $\text{Si}_3\text{N}_4$ ) پیچیده است سرامیک مهندسی به دلیل خواص استثنایی خود مشهور است. این ماده از طریق تکنیک‌های پیشرفته مختلف سنتز می‌شود و ماده‌ای را به دست می‌آورد که در جایی که فلزات و سایر سرامیک‌ها از کار می‌افتند برتری می‌یابد. ویژگی های خاصی که باعث می شود لوله افزایش دهنده نیترید سیلیکون ایده آل برای کاربردهای فلز مذاب عبارتند از:

مقاومت استثنایی در برابر شوک حرارتی: ( $\text{Si}_3\text{N}_4$ ) دارای ضریب انبساط حرارتی پایین و چقرمگی شکست زیاد است. این ترکیب به لوله رایزر اجازه می دهد تا در برابر غوطه ور شدن در فلز مذاب یا خارج شدن از آن بدون ترک خوردن، تغییرات سریع دما را تحمل کند و عمر مفید آن را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
مقاومت در برابر سایش و فرسایش بالا: آلومینیوم مذاب، که اغلب حاوی ذرات ساینده است، می تواند به سرعت اجزای فلزی و سرامیکی درجه پایین را فرسایش دهد. سختی و بی اثری شیمیایی نیترید سیلیکون مقاومت بالایی در برابر فرسایش و سایش ایجاد می کند و ابعاد و ویژگی های جریان لوله را در طول زمان حفظ می کند.
پایداری شیمیایی و عدم خیس شدن: نیترید سیلیکون is chemically بی اثر به مذاب شدن فلزات غیر آهنی، یعنی فلز سطح لوله را خیس نمی کند. این خاصیت خیس نشدن بسیار مهم است زیرا تشکیل تفاله را به حداقل می رساند، از تجمع فلز بر روی دیواره های لوله جلوگیری می کند و محصول ریخته گری تمیزتر و سازگارتر را تضمین می کند.
استحکام بالا در دماهای بالا: Even at the operational temperatures encountered in die casting (up to and beyond $800^\circ\text{C}$), silicon nitride maintains its high mechanical strength, preventing deformation or catastrophic failure under pressure.

کاربردها در ریخته گری فشار پایین

برجسته ترین استفاده از لوله افزایش دهنده نیترید سیلیکون در است ریخته گری فشار کم (LPDC) به ویژه برای آلیاژهای آلومینیوم و روی. در LPDC، لوله رایزر در حمام فلز مذاب کوره غوطه ور می شود. سپس فشار گاز خنثی به کوره اعمال می شود و فلز مذاب تمیز را از طریق لوله رایزر بالا می برد و به داخل حفره قالب می برد.

قابلیت اطمینان از لوله افزایش دهنده نیترید سیلیکون مستقیماً به مزایای عملیاتی :

کیفیت ریخته گری بهبود یافته: جریان تمیز و غیرآلوده فلز، عاری از محصولات واکنش یا تفاله های تولید شده توسط لوله، منجر به ریخته گری با کیفیت بالاتر و بدون نقص می شود.
کاهش زمان خرابی تعمیر و نگهداری: طول عمر طولانی به دلیل شوک حرارتی و مقاومت در برابر سایش به معنای جایگزینی لوله کمتر است که منجر به کاهش قابل توجه هزینه های تعمیر و نگهداری و توقف تولید می شود.
بهره وری انرژی: رسانایی حرارتی کم این ماده به حفظ دمای فلز مذاب در جریان لوله کمک می کند، که می تواند به ثبات کلی فرآیند و صرفه جویی در انرژی کمک کند.

چشم انداز آینده و تکامل مواد

با سخت‌تر شدن استانداردهای ساخت و افزایش تقاضا برای قطعات ریخته‌گری سبک وزن و با یکپارچگی بالا (به ویژه در صنایع خودروسازی و هوافضا)، پذیرش لوله افزایش دهنده نیترید سیلیکون تنها انتظار می رود افزایش یابد. تحقیقات در حال انجام بر روی پالایش بیشتر ریزساختار و پرداخت سطح سرامیک های نیترید سیلیکون برای دستیابی به طول عمر و عملکرد بیشتر متمرکز شده است و موقعیت آن را به عنوان مواد انتخابی برای عملیات مهم جابجایی فلز مذاب در سراسر جهان.