Ved indkøb afsiliciummetal, mange købere prioriterer sædvanligvis, eller endda udelukkende, siliciumindhold. Erfaring fra industrien viser dog, at for stabiliteten af nedstrømsprocesser og kvaliteten af det endelige produkt er kontrollen af sporstofferne Fe, Al og Ca ofte mere kritisk end den absolutte værdi af siliciumindholdet.
Indvirkningen af de tre store urenheder på aluminiumslegeringsprocesser
Aluminiumslegeringer er en anden vigtig downstream-anvendelse af siliciummetal, der tegner sig for ca. 18,9%. siliciummetal tilsættes til smeltet aluminium som et legeringsadditiv, primært til Al-Si-legeringer (såsom ADC12 og A356). I denne applikation er virkningen af jern og calcium langt større end af aluminium.
1. Generelle krav til siliciumurenheder i aluminiumslegeringer
| Urenhedselementer | Typiske krav | Noter |
| Jern (Fe) | Afhænger af legeringskvalitet | Støbte aluminiumslegeringer har høj tolerance over for jern; smedede aluminiumslegeringer er følsomme over for jern. |
| Calcium (Ca) | Lavt calcium foretrækkes | Calcium påvirker smelteflydeevnen og overfladekvaliteten. |
| Aluminium (Al) | Ingen specifikke restriktioner | Aluminium er et matrixelement; aluminium i metallisk silicium kan direkte udnyttes. |
2. Indflydelsen af jern (Fe)
Jern er det mest almindelige og mest skadelige urenhedselement i aluminiumslegeringer. Når jernindholdet overstiger dets faststofopløselighed i aluminium (ca. 0,05%), danner det nåle-lignende -Al₅FeSi intermetalliske forbindelser med aluminium og silicium. De skadelige virkninger af -Al₅FeSi-fasen:
| Typer af farer | Præstation | Mekanisme |
| Opdeling af matrixen | Nedsat forlængelse | Den nåle-lignende fase kan nå 80 μm i længden, og dens hårde og sprøde egenskaber fører til stresskoncentration. |
| Tilstopning af løberne | Øgede støbefejl | Fasen udfældes under størkning, hvilket hindrer tilførsel af aluminiumssmelte. |
| Forringelse af bearbejdeligheden | Accelereret værktøjsslid | Hårde partikler fremskynder slid på værktøjet. |
3. Calciums (Ca) indflydelse
I aluminiumslegeringsproduktion er calcium ofte en mere bekymrende urenhed end jern. Årsagerne er som følger:
Indvirkning på smeltekvalitet:
Høje-calciumaluminiumsmelter er tilbøjelige til at danne oxidslagge på overfladen, hvilket øger inklusionsindholdet.
Calcium reagerer med aluminium for at danne forbindelser med højt-smeltepunkt- såsom Al₄Ca, hvilket reducerer smeltefluiditeten.
Interferens med modifikationsbehandling:
Al-Si-legeringer gennemgår typisk eutektisk siliciummodifikationsbehandling med tilsætning af strontium (Sr).
Calcium forgifter modifikationseffekten af strontium, forbruger modificeringsmidlet og fører til ufuldstændig modifikation.
Udsving i calciumindholdet påvirker direkte stabiliteten af modifikationseffekten.
Indvirkning på overfladekvalitet:
Høj-calciumstøbning er tilbøjelig til farveforskelle og mørke pletter på overfladen.
For aluminiumsmaterialer, der kræver anodisering, fører calcium til et fald i oxidfilmkvaliteten.
4. Indflydelsen af aluminium (Al)
I modsætning til de to andre urenheder er aluminium i sig selv et matrixelement af aluminiumslegeringer. Den lille mængde aluminium, der indføres i metallisk silicium (typisk mindre end eller lig med 0,4%) har en ubetydelig indvirkning på egenskaberne af aluminiumslegeringer, og i nogle tilfælde kan det endda være gavnligt (såsom at forbedre flydighed).
Derfor bør der ved indkøb af siliciummetal til aluminiumslegeringer fokuseres på at kontrollere jern og calcium; aluminium kan ses bort fra som en nøgleindikator.
Indkøb og udvælgelsesanbefalinger
| Specifikke scenarier | Anbefalede mærker | Nøglekrav |
| Primære støbte legeringer (A356 osv.) |
Fe mindre end eller lig med 0,4 %, Ca mindre end eller lig med 0,1 % |
|
| Genbrugte støbte legeringer (ADC12) |
Fe mindre end eller lig med 0,5 %, Ca mindre end eller lig med 0,3 % |
|
| Smedede aluminiumslegeringer | Lave Fe karakterer | Streng Fe kontrol |
