질화규소(Si3N4)는 뛰어난 열물리적 특성으로 인해 저압 다이캐스팅(LPDC)의 라이저 튜브용 최고의 소재로 부상했습니다. 기존의 주철 또는 세라믹 섬유 튜브와 달리 질화규소는 높은 파괴 인성과 낮은 열팽창의 독특한 조합을 제공합니다. 이는 튜브가 균열 없이 용융된 알루미늄 전달 과정에서 발생하는 급격한 온도 변동을 견딜 수 있도록 보장합니다. 또한 소재 고유의 비습윤 특성으로 인해 내벽과 외벽에 알루미늄이 쌓이는 것을 방지하고 일정한 흐름 직경을 유지하며 최종 주조 시 오염 위험을 줄입니다.
질화규소 라이저 튜브의 가장 중요한 실질적인 이점 중 하나는 "콜드 스타트"와 빠른 사이클링을 견딜 수 있는 능력입니다. 재료는 열팽창 계수가 매우 낮기 때문에 실온에서 용융 금속조(일반적으로 약 750°C)로 이동할 때 큰 부피 변화를 겪지 않습니다. 이러한 내구성은 연속 생산 환경에서 12개월을 초과할 수 있는 서비스 수명으로 직접적으로 해석되며, 대체 재료에 비해 용광로 정지 빈도와 유지보수 인건비를 대폭 줄여줍니다.
라이저 튜브 옵션을 평가할 때 가스 압력 소결 질화 규소(GPSN)를 다른 일반적인 내화 재료와 분리하는 기계적 데이터를 살펴보는 것이 중요합니다. GPSN의 밀도와 기밀성은 용광로에 가해지는 압력이 금속 리프트로 효율적으로 변환되도록 보장하여 다공성 세라믹 대체품에서 발생하는 "버블링" 또는 가스 누출을 방지합니다.
| 재산 | 실리콘 질화물(GPSN) | 주철(코팅) | 티타늄 알루미늄 |
| 밀도(g/cm3) | 3.2 - 3.25 | 7.2 | 3.3 - 3.5 |
| 서비스 수명 | 최대 12개월 | 1~2주 | 3~6개월 |
| 부식 저항 | 우수 | 나쁨 (철 픽업) | 보통 |
질화규소 라이저 튜브에 대한 최대 투자 수익을 달성하려면 주조소는 특정 취급 및 설치 프로토콜을 준수해야 합니다. 이 소재는 작동 압력 하에서 엄청나게 강하지만 기술적인 세라믹이므로 날카로운 기계적 충격에 민감할 수 있습니다. 플랜지의 적절한 밀봉과 가열 요소가 국지적인 핫스팟을 생성하지 않도록 하는 것이 성공을 위한 중요한 요소입니다.
로의 전환 실리콘 질화물 라이저 튜브 생산된 부품의 금속 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 기존의 금속 튜브는 종종 철을 용융된 알루미늄으로 침출시켜 "철 픽업"을 발생시켜 부서지기 쉽고 바퀴나 엔진 블록과 같은 자동차 부품의 기계적 특성을 저하시킵니다. 질화규소는 용융된 알루미늄이 있을 때 화학적으로 불활성이므로 합금 화학이 유지로에서 다이 캐비티까지 순수하게 유지됩니다. 난류를 최소화하는 매끄러운 내부 표면과 결합된 이러한 순도는 산화물 함유물이나 가스 다공성으로 인해 발생하는 스크랩 비율을 크게 줄여줍니다.
질화규소 라이저 튜브의 초기 구매 가격은 주철이나 티탄산알루미늄보다 높지만 총 소유 비용은 상당히 낮습니다. 주간 튜브 교체에서 연간 교체로 이동하여 가동 중지 시간을 줄이는 것만으로도 수백 시간의 추가 생산 시간이 가능해집니다. 우수한 절연 특성으로 인한 에너지 절약과 고품질 주조로 인한 수율 증가와 결합하여 질화규소는 현대적인 대량 알루미늄 주조 공장을 위한 가장 비용 효율적인 솔루션임이 입증되었습니다.