CN101487095A - 铋锰铁合金 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的是一种铋锰铁合金，以其组分和各组分的重量百分含量是：铋20～70％，锰20～70％，碳≤2％，不可避免的杂质≤0.8％，余量为铁为主要特征。本发明具有合金化处理可行，铋的收得率高等特点。是一种易切削钢合金化处理的添加剂。

Description

铋锰铁合金

技术领域

本发明涉及一种铋锰铁合金，具体涉及一种用于易切削合金钢合金化处理的铋锰铁合金。属于合金生产技术。

背景技术

金属铋(Bi)呈银白色，有强烈的金属光泽，性脆，属斜方晶系。我国的铋储量居世界第一位，约占全球总储量的73％。

铋的主要用途甚广，且无毒，被称之为绿色金属。主要应用于易熔合金、医药、化工和人造纤维的催化剂(铋盐)等等。近年来开始用铋盐(锗酸铋)作核辐射探测器和X射线层表面扫描仪(即CT)，还可用铋制备铋系超导材料，核燃料冷却剂、核裂变防护装置，高容量蓄电池，高性能陶瓷和半导体及半导体致冷件等等。

由于铋无毒，且与铅的低熔点、高柔韧性等许多方面的性能相接近，而在工业上广泛用作铅的替代品。例如用金属形态铋配置易熔合金，用作防火装置，热敏元件，电器保险丝，锅炉和空压机的安全塞等，而将铋加在铸铁、钢和铝的合金中，用以改善其切削性能；且利用铋合金冷膨胀的特性，可用含铋合金钢作印刷合金和制备高精度的铸型以及冲压模具等等。含铋易切削合金钢，业已成为现代制造业所迫切需要的一种原材料。

但由于铋的熔点低(271.3℃)，而给所述易切削合金钢的合金化处理，造成了很大的困难。无疑用金属铋作为所述合金钢的合金化处理添加剂，几乎是不可能的。尽管已有的锰铋合金，在理论上也可作为易切削合金钢合金化处理的添加剂，但由于锰的熔点也比较低(1244℃)，而锰铋合金的熔点更低。因此，用其作为易切削合金钢合金化处理的添加剂，事实上仍然很困难。而中国专利检索结果表明，合金化处理可行，收得率高的用于易切削合金钢合金化处理的添加剂铋合金，尚未见有报道。

为此，提供一种合金化处理可行，收得率高的所述易切削合金钢铋合金化处理的添加剂，便成为飞跃发展现代工业的期盼。

发明内容

本发明旨在提供一种合金化处理可行，收得率高的铋锰铁合金，以期满足易切削合金钢制备的需求。

本发明实现其目的的技术方案是：

一种铋锰铁合金，其创新点在于，其组分和各组分的重量百分含量是(％)：

铋：20～70；

锰：20～70；

碳：≤2；

不可避免的杂质：≤0.8；

铁：余量。

本发明的一种典型的技术方案是：

一种铋锰铁合金，各组分的重量百分含量是(％)：

铋：60～70；

锰：20～30；

碳：≤2；

不可避免的杂质：≤0.8；

铁：余量。

本发明所述铋锰铁合金呈块状，其块度在10～50mm范围内；或者呈粒状，其粒径在0.5～5mm范围内。

本发明所述不可避免的杂质，是在其制备过程中，不可能彻底去除的金属元素和非金属元素。本发明所述不可避免的杂质，主要是指硫、磷和硅等。其中硫和磷的重量百分含量最好均为≤0.1％。

上述技术方案得以实施后，由于本发明铋的重百分含量最高可达70％，且所述本发明熔点较高(在1050℃以上)，而其比重≥铁的比重，因而采用本发明作炉前合金化处理，是可行的，也是很方便的，且铋的收得率高，从而实现了本发明的目的。

具体实施方式

实施方式之一。一种铋锰铁合金，其组分和各组分的重量百分含量是(％)：铋20，锰70，碳≤2，不可避免的杂质硫、磷、硅等的总和≤0.8，余量为铁；其产品呈块状，块度为50mm。

实施方式之二。一种铋锰铁合金，其组分和各组分的重量百分含量是(％)：铋70，锰20，碳≤2，不可避免的杂质硫、磷、硅等的总和≤0.8，余量为铁；其产品呈粒状，粒径在0.5～5mm范围内。

实施方式之三。一种铋锰铁合金，其组分和各组分的重量百分含量是：铋60，锰30，碳≤2，不可避免的杂质硫、磷、硅等的总和≤0.8，余量为铁；其产品呈粒状，粒径在0.5～5mm范围内。

高含铋量的本发明，可以制备小块度或制备粒状的产品。

本发明制备方法的简要描述是：

采用重熔法分两步实施。第一步先制备中间合金锰铋合金，第二步制备本发明。所述锰铋合金，其组分的重量百分含量，最好是铋80％，锰20％，以获得高含量铋的本发明；而其第二步制备本发明的方法，是将中间合金锰铋合金与锰、铁，按制备本发明所需的配比配料，先行熔化锰、铁，再将所述锰铋合金加入锰铁熔液内并快速进行充分搅拌，以避免铋的烧损；然后尽快注入铸锭摸内快速冷却，以避免铋的偏析，即便制成本发明铋锰铁合金锭。而其第一步制备锰铋合金的方法，基本如同第二步制备本发明的方法。由于本发明铋锰铁合金比较脆，若需要较小颗粒的本发明时，可对本发明实施人工或机械分碎。而所述第一步制备中间合金锰铋合金和第二步制备本发明的工艺方法，均可采用通常的重熔工艺方法。由于本发明采用两步法制备工艺，可以有效减少铋的损耗。

本发明初样作炉前合金化处理的结果显示，其加入方法简便可行；合金化处理铋的收得率可达90％以上。

还应当说明的是，制备低锰的含铋合金钢，建议采用低锰的铋锰铁合金。由于锰是一种仅次于铝、钙的有效脱氧剂，因此在炉前合金化处理过程中，锰与氧结合后，将与钢渣一起被清除掉。对此，建议在炉前合金化处理时，应当予以重视。

本发明的应用范围，不受其说明书描述的限制。

Claims (3)

1、一种铋锰铁合金，其特征在于，其组分和各组分的重量百分含量是(％)：

铋：20～70；

锰：20～70；

碳：≤2；

不可避免的杂质：≤0.8；

铁：余量。

2、根据权利要求1所述的铋锰铁合金，其特征在于，各组分的重量百分含量是(％)：

铋：60～70；

锰：20～30；

碳：≤2；

不可避免的杂质：≤0.8；

铁：余量。

3、根据权利要求1或2所述的铋锰铁合金，其特征在于，所述铋锰铁合金呈块状，其块度在10～50mm范围内；或者呈粒状，其粒径在0.5～5mm范围内。