ผลของธาตุผสมซิลิคอนและแคลเซียมต่อการลดออกซิเจนในเงินสเตอร์ลิงหลอมเหลว ในเตาอินดักชันที่สภาวะบรรยากาศ

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการลดปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ภายในเงินสเตอร์ลิง หลอมเหลว โดยเติมสารแคลเซียมซิลิไซด์ ( CaSi2 ) 0.1 - 1.0 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ในเงินสเตอร์ลิง ขณะหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 1100 ℃ ในสภาวะบรรยากาศปกติและทำการกวน 1 นาทีหลังการเติมแคลเซียมซิลิไซด์ และทำการศึกษาผลของเวลาหลังการกวนด้วย นอกจากนี้ยังตรวจสอบส่วนผสมทางเคมี โครงสร้างจุลภาค ความต้านทานต่อการหมอง และความแข็งของชิ้นงานหล่อเงินสเตอร์ลิงที่ผ่าน การเติมแคลเซียมซิลิไซด์ การทดลองพบว่า เมื่อเติมแคลเซียมซิลิไซด์ 0.1%, 0.3% และ 0.5% ที่เวลา 0 นาทีหลังการกวน ระดับออกซิเจนในเงินสเตอร์ลิงจะลดลงประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ และจากนั้นระดับออกซิเจนจะเปลี่ยนแปลงไปตามปริมาณการเติมและเวลาหลังการกวน โดยเมื่อเติม 0.1 % ออกซิเจนจะเพิ่มมากขึ้นที่เวลา 6 นาที และเมื่อเติมแคลเซียมซิลิไซด์ 0.3 % พบว่าระดับออกซิเจนมีแนวโน้มคงที่ในช่วงเวลา 0 - 14 นาที ส่วนการเติมแคลเซียมซิลิไซด์ 0.5 % ระดับออกซิเจนจะคงที่ในช่วงเวลา 0 - 9 นาที ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ซิลิคอนและแคลเซียมลดลง และระดับออกซิเจนจะเพิ่มมากขึ้นหลังจากนั้น ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ปริมาณของซิลิคอนและแคลเซียมไม่เปลี่ยนแปลง การละลายของซิลิคอนหลังการเติมแคลเซียมซิลิไซด์ 0.1 - 0.2 % จะมีผลต่อโครงสร้างจุลภาคของงานหล่อ โดยทำให้โครงสร้างยูเทกติกเปลี่ยนแปลงไปเป็น สารละลายของแข็งที่มีลักษณะก้อนกลมมากขึ้นและรวมตัวเป็นกลุ่มที่มีขนาดเล็กกว่ายูเทกติก แต่กระจาย ตัวอย่างสม่ำเสมอมากขึ้นในเนื้อพื้นทำให้ความแข็งเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณการเติมแคลเซียมซิลิไซด์มากขึ้น เป็น 0.3 - 1.0 % จะเกิด Secondary Solid Solution ที่มีลักษณะรูปร่างเปลี่ยนแปลงจากรูปร่างกลมกลาย เป็นยาวขึ้น มีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งทำให้ความแข็งลดลง ผลการทดสอบการหมองพบว่า ปริมาณของซิลิคอน ในงานหล่อที่ต่ำที่สุดที่ช่วยต้านทานต่อการหมองคือ 0.012 % โดยน้ำหนัก ส่วนปริมาณการเติมแคลเซียม ซิลิไซด์และเวลาที่เหมาะสมต่อการเพิ่มความต้านทานการหมองของงานหล่อคือ 0.3 % CaSi2 ที่เวลา 6 นาที และ 0.5 % CaSi2 ที่เวลา 0 นาทีหลังการกวน