Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. 14 N^o 3, 2006, pp. 238-244

EL ESTUDIO DEL EFECTO MODIFICADOR DEL Na PROVENIENTE DEL NaCl SOBRE LA MORFOLOGÍA DEL Si EN UNA ALEACIÓN Al-Si HIPOEUTÉCTICA

STUDY OF MODIFIER EFFECT OF SODIUM ARISING FROM NaCl UPON THE MORPHOLOGY OF SILICON IN AN HYPOEUTECTIC Al-Si ALLOY

Enrique J. Martínez D.¹   Rubin Ortega de la Rosa¹   Gerardo Torres C.²

1 Instituto Tecnológico de Zacatecas, México, Carr. Panamericana entronque a Guad. S/N, e-mail enriquemartinez_1999@yahoo.com

2 Ciateq, El Marqués Querétaro, México.

RESUMEN

Este trabajo comprende el estudio del efecto del sodio proveniente del NaCl (halita), sobre la morfología del Si eutéctico en una aleación Al-Si hipoeutéctica vaciada. La fusión se llevó acabo en dos hornos, el primero a combustión de gas LP con crisol de grafito para incrementar el contenido de Si en la aleación, de 0.13 a 5 % en peso utilizando silicio metálico con una pureza de 99.35%, y el segundo de resistencias eléctricas con el mismo tipo de crisol, para controlar la temperatura a 750^o C. El material fundido fue vaciado en moldes de arena shell, diseñados para evitar impurezas e interacciones en las zonas de estudio. Para añadir la sal al baño metálico, se usaron dos técnicas: una con insuflación mediante gas argón y la otra por gravedad, en ambos casos se manejaron tres cantidades de sal, 0.5, 1.5 y 2.5% en peso respectivamente, pulverizada y precalentada a 150^o C durante 60 min. Mediante análisis químico se determinó el contenido de NaCl en la sal siendo de 99.5% en peso, con este dato se calculó la cantidad teórica de sal necesaria. Las muestras obtenidas fueron analizadas metalográficamente, evidenciando la modificación morfológica del Si eutéctico en la escala #2 a #4 de acuerdo a la literatura, presentando los mejores resultados las muestras con 1.5 y 2.5% de sal agregada por gravedad. Finalmente, mediante microscopia electrónica de barrido se caracterizaron los precipitados presentes en las muestras.

Palabras clave: Na, modificación, Al-Si, NaCl, solidificación.

ABSTRACT

This work, comprehends a study about the effect of sodium obtained from NaCl (halita) upon the morphology of eutectic silicon in a cast hypoeutectic Al-Si alloy. The melting was carried out in two furnaces, the first was done using LP gas combustion with a graphite crucible for increasing the content of Si in the alloy from 0.13 to 5% wt, using metallic silicon with a purity of 99.35% wt. The second melting was done using electric resistances with the same kind of crucible to control the temperature at 750^o C. The melting material was cast into molds of shell sand, to avoid sludge and interaction in the study areas. To add the salt to the metallic bath, two techniques were used; one with injection by means of argon gas and the other one by gravity. In both cases three quantities of salt were used, 0.5, 1.5 and 2.5% in weight respectively, powdered and preheated at 150^o C during 60 min. The content of NaCl in the salt, 95% wt was determined by chemical analysis. The theoretical quantity of necessary salt was calculated with this data. The obtained samples were analyzed metallographically, evidencing the modification of the eutectic Si in the scale #2 at #4, in agreement with the literature, presenting the best results the samples with 1.5 & 2.5% wt of salt added by gravity. Finally, by means of scanning electron microscopy, the precipitate present was characterized in the samples.

Keywords: Na, modification, Al-Si, NaCl, solidification.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos, al COSNET su apoyo para el financiamiento de este trabajo. Al CINVESTAV unidad Saltillo por facilitar sus laboratorios. Al Instituto Tecnológico de Saltillo por facilitar su microscopio electrónico de barrido.

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Recibido el 6 de marzo de 2006, aceptado el 7 de agosto de 2006