Carbeto de silício
O Carbeto de silício é um composto químico de silício e carbono. É mais familiar como um composto sintético largamente usado como abrasivo, mas ocorre também na natureza na forma do mineral muito raro chamado moissanite. Grãos de carbeto de silício podem ser agregados por sinterização, formando uma cerâmica muito dura.
O Carbeto de Silício (SiC) é um material cerâmico com uma dureza excepcional, só superado pelo diamante, nitreto cúbico de boro e carboneto de boro. O material é altamente resistente ao desgaste e quimicamente inerte a todas as substâncias alcalinas, bem como ácidos. Ele também pode suportar temperaturas muito altas. Estas propriedades fazem o carbeto de silício um excelente material para aplicações abrasivas e também para materiais cerâmicos usados em condições de operação extremas. • Coeficiente de dilatação térmica: 5.10-6/ K • Condutividade térmica: 50 a 100 W / m K • Resistência a temperatura: 1500 deg. C em ar, 2,400 deg.C em atmosfera inerte • Capacidade de calor específico: 750 J / kg K
Grãos de Carbeto de Silício Metalúrgicos: O grão de carbeto de silício tipicamente possui uma granulometria de 0x10mm. Este material apresenta uma coloração preta e é utilizado em fundições em fornos à indução. Sua pureza pode variar de 70% até 96% dependendo da necessidade de cada fundição. Este material é utilizado no início da montagem da carga metálica isto é, junto à carga fria, preferencialmente próximo à sucata de aço. Briquete de Carbeto de Silício: O briquete de carbeto de silício possui um formato tipicamente cilíndrico. Este material apresenta uma coloração acinzentada. A sua composição apresenta um mínimo de 70% de SiC e aproximadamente 10% de ligante, para sua confecção. No processo de fundição este produto é utilizado em fornos cubilôs durante o carregamento da carga fria.
Fonte de Silício
Tradicionalmente o ferro-silício (FeSi) é utilizado na indústria de fundição como a principal fonte de silício nas ligas de ferro fundido. Sua pureza pode variar de 60% até 75% de silício. Nas últimas décadas, o carbeto de silício tem sido usado como alternativa ao FeSi devido ao baixo nível de impurezas que o mesmo apresenta. O carbeto de silício metalúrgico destaca-se principalmente por seu baixo teor de alumínio dissolvido e “encaixado” no retículo cristalino do SiC (cerca de 0.2%), chamado Al – retículo. O ferro-silício padrão, por outro lado, possui teores de alumínio de 2% ou mais. Os tipos com menor teor de alumínio chamados FeSi HP (High Purity) apresentam teores de no máximo 0.1% de alumínio, entretanto são muito mais caros. O alumínio em combinação com o hidrogênio pode causar microporosidades ou também chamados “pinholes” no ferro fundido. Isto acontece porque o alumínio residual favorece a absorção de hidrogênio cuja fonte pode ser tanto a umidade contida no molde quanto no material de carga. É preciso considerar ainda a possibilidade da chamada “degeneração” da grafita esferoidal causada pelo alumínio na produção de ferro nodular.
Fonte de Carbono
O carbeto de silício, como fonte de carbono, na proporção de C SiC: Si SiC = 1 : 2 é notado por seus baixos teores em enxofre, nitrogênio e hidrogênio. O carbeto de silício metalúrgico apresenta um teor de nitrogênio em média de 300ppm. Enquanto o coque de petróleo calcinado contém até 6000ppm e o coque de piche até 7000ppm. Teores moderados de nitrogênio, dependendo das circunstâncias, são desejáveis. Entretanto, níveis elevados de nitrogênio podem afetar a qualidade do fundido. O teor de hidrogênio do carbeto de silício metalúrgico é de cerca de 100ppm. O coque de petróleo calcinado contém entre 400 a 1500ppm e o coque de piche até mesmo 2000ppm. Sabe-se que o hidrogênio promove a formação de pinholes superficiais, fissuras e cavidades internas grosseiras bem como promove a formação de coquilhamento inverso quando o teor de manganês é baixo. As microporosidades causadas por excesso de gás constituem até hoje um problema de difícil solução o que torna ainda mais importante as matérias primas com teores de impurezas que dão origem à formação de gás particularmente baixos, tais como o carbeto de silício.
