Dalam perolehanlogam silikon, ramai pembeli lazimnya mengutamakan, malah secara eksklusif, kandungan silikon. Walau bagaimanapun, pengalaman industri menunjukkan bahawa untuk kestabilan proses hiliran dan kualiti produk akhir, kawalan unsur surih Fe, Al, dan Ca selalunya lebih kritikal daripada nilai mutlak kandungan silikon.
Kesan Tiga Kekotoran Utama Terhadap Proses Aloi Aluminium
Aloi aluminium adalah satu lagi aplikasi hiliran utama logam silikon, menyumbang kira-kira 18.9%. logam silikon ditambah kepada aluminium cair sebagai bahan tambahan pengaloian, terutamanya untuk aloi Al-Si (seperti ADC12 dan A356). Dalam aplikasi ini, kesan besi dan kalsium jauh lebih besar daripada aluminium.
1. Keperluan Am untuk Kekotoran Silikon dalam Aloi Aluminium
| Unsur kekotoran | Keperluan biasa | Nota |
| Besi (Fe) | Bergantung pada gred aloi | Aloi aluminium tuang mempunyai toleransi yang tinggi terhadap besi; aloi aluminium tempa adalah sensitif kepada besi. |
| Kalsium (Ca) | Kalsium rendah diutamakan | Kalsium menjejaskan kebolehliran cair dan kualiti permukaan. |
| Aluminium (Al) | Tiada sekatan khusus | Aluminium ialah unsur matriks; aluminium dalam silikon logam boleh digunakan secara langsung. |
2. Pengaruh Besi (Fe)
Besi ialah unsur kekotoran yang paling biasa dan berbahaya dalam aloi aluminium. Apabila kandungan besi melebihi keterlarutan pepejalnya dalam aluminium (kira-kira 0.05%), ia membentuk jarum-seperti -Al₅FeSi sebatian antara logam dengan aluminium dan silikon. Kesan berbahaya daripada fasa -Al₅FeSi:
| Jenis-jenis bahaya | Prestasi | Mekanisme |
| Pembahagian matriks | Pemanjangan berkurangan | Fasa seperti jarum-boleh mencapai 80 μm panjang, dan sifat keras dan rapuhnya membawa kepada kepekatan tegasan. |
| Menyumbat pelari | Peningkatan kecacatan tuangan | Fasa memendakan semasa pemejalan, menghalang pemberian makanan cair aluminium. |
| Kemerosotan kebolehmesinan | Kehausan alatan dipercepatkan | Zarah keras mempercepatkan kehausan alatan. |
3. Pengaruh Kalsium (Ca)
Dalam pengeluaran aloi aluminium, kalsium selalunya lebih berkaitan dengan kekotoran daripada besi. Sebab-sebabnya adalah seperti berikut:
Kesan pada Kualiti Leburan:
Cairan aluminium kalsium tinggi-terdedah untuk membentuk sanga oksida pada permukaan, meningkatkan kandungan rangkuman.
Kalsium bertindak balas dengan aluminium untuk membentuk sebatian takat-lebur-tinggi seperti Al₄Ca, mengurangkan kecairan cair.
Gangguan dengan Rawatan Pengubahsuaian:
Aloi Al-Si biasanya menjalani rawatan pengubahsuaian silikon eutektik dengan penambahan strontium (Sr).
Kalsium meracuni kesan pengubahsuaian strontium, memakan pengubah dan membawa kepada pengubahsuaian yang tidak lengkap.
Turun naik dalam kandungan kalsium secara langsung menjejaskan kestabilan kesan pengubahsuaian.
Kesan pada Kualiti Permukaan:
Tuangan kalsium-tinggi terdedah kepada perbezaan warna dan bintik gelap pada permukaan.
Untuk bahan aluminium yang memerlukan anodisasi, kalsium membawa kepada penurunan kualiti filem oksida.
4. Pengaruh Aluminium (Al)
Tidak seperti dua kekotoran yang lain, aluminium itu sendiri adalah unsur matriks aloi aluminium. Sebilangan kecil aluminium yang dimasukkan ke dalam silikon logam (biasanya Kurang daripada atau sama dengan 0.4%) mempunyai kesan yang boleh diabaikan ke atas sifat aloi aluminium, dan dalam beberapa kes, ia mungkin bermanfaat (seperti meningkatkan kecairan).
Oleh itu, dalam perolehan logam silikon untuk aloi aluminium, tumpuan harus diberikan kepada mengawal besi dan kalsium; aluminium boleh diabaikan sebagai penunjuk utama.
Cadangan Perolehan dan Pemilihan
| Senario Khusus | Jenama Disyorkan | Keperluan Utama |
| Aloi Tuang Utama (A356, dsb.) |
Fe Kurang daripada atau sama dengan 0.4%, Ca Kurang daripada atau sama dengan 0.1% |
|
| Aloi Tuang Kitar Semula (ADC12) |
Fe Kurang daripada atau sama dengan 0.5%, Ca Kurang daripada atau sama dengan 0.3% |
|
| Aloi Aluminium Tempa | Gred Fe rendah | Kawalan Fe yang ketat |
