CN105821172A - 一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法 - Google Patents

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    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/08—Manufacture of cast-iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法，涉及纳米变质铸件技术领域，该方法由下列步骤组成：以生铁为主要原料、以焦炭、锰铁为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1480℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气8‑12分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置3‑5分钟后出炉、进行浇铸、热处理，即制得纳米变质铸件。本发明制备的纳米变质高硬度灰铸铁具有较高的硬度。

Description

一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法
技术领域
本发明涉及纳米铸件技术领域，具体涉及一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法。
背景技术
灰铸铁基本上是由铁、碳和硅组成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形态存在。生产优质铸件，控制铸铁凝固时形成的石墨的形态和基体金属组织是至关重要的。纳米晶体的存在打破了常规合金生产中的一些规律，即硬度提高必然伴随韧性下降的结论，对于小尺寸晶粒，纳米合金变质剂的高表面活性可以使晶粒以较快速度合并，使晶粒尺寸增大和晶粒与晶粒合并的驱动力同时减小；在合金中形成的晶须结构，明显提高合金硬度及韧性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法。
本发明解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法，其特征在于，以生铁为主要原料、以焦炭、锰铁为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1480℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气8-12分钟，然后利 用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置3-5分钟后出炉、进行浇铸、热处理，即制得纳米变质铸件。
优选的，所述主料和辅料混合物后各元素的含量为：C 3.0-3.3％、Si 1.6-1.8％、P≤0.14％、Mn 0.7-0.9％、S≤0.12％。
优选的，所述纳米变质剂粉体由Si、SiC按4:1质量比混合组成，混合物的粒径≤400nm。
优选的，所述纳米变质剂粉体与铁水的质量比为1-1.2:1000。
优选的，所述浇铸温度为1350℃-1460℃。
有益效果是：本发明制备的纳米变质高硬度灰铸铁和未进行纳米变质的灰铸铁相比，具有较高的硬度。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1
本发明一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法的具体实施方式：以生铁为主要原料、以焦炭、锰铁为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1480℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气10分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置5分钟后出炉、进行浇铸、热处理，即制得纳米变质铸件。
所述主料和辅料混合物后各元素的含量为：C 3.0-3.3％、Si1.6-1.8％、P≤0.14％、Mn 0.7-0.9％、S≤0.12％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC按4:1质量比混合组成，混合物 的粒径≤400nm。
所述纳米变质剂粉体与铁水的质量比为1:1000。
所述浇铸温度为1350℃-1400℃。
参照GB/T 9439-2010灰铸铁件国家标准测定纳米变质高硬度灰铸铁的硬度，并且和未进行纳米变质的灰铸铁(除未添加纳米变质剂外，其余制备方法均相同)性能进行比较，见下表：
种类 硬度HBW
未纳米变质灰铸铁 192
纳米变质灰铸铁 211
实施例2
本发明一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法的具体实施方式：以生铁为主要原料、以焦炭、锰铁为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1480℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气10分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置4分钟后出炉、进行浇铸、热处理，即制得纳米变质铸件。
所述主料和辅料混合物后各元素的含量为：C 3.0-3.3％、Si 1.6-1.8％、P≤0.14％、Mn 0.7-0.9％、S≤0.12％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC按4:1质量比混合组成，混合物的粒径≤400nm。
所述纳米变质剂粉体与铁水的质量比为1.1:1000。
所述浇铸温度为1380℃-1420℃。
参照GB/T 9439-2010灰铸铁件国家标准测定纳米变质高硬度灰铸铁的硬度，并且和未进行纳米变质的灰铸铁(除未添加纳米变质剂外，其余制备方法均相同)性能进行比较，见下表：
种类 硬度HBW
未纳米变质灰铸铁 188
纳米变质灰铸铁 207
实施例3
本发明一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法的具体实施方式：以生铁为主要原料、以焦炭、锰铁为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1480℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气12分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置5分钟后出炉、进行浇铸、热处理，即制得纳米变质铸件。
所述主料和辅料混合物后各元素的含量为：C 3.0-3.3％、Si 1.6-1.8％、P≤0.14％、Mn 0.7-0.9％、S≤0.12％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC按4:1质量比混合组成，混合物的粒径≤400nm。
所述纳米变质剂粉体与铁水的质量比为1.2:1000。
所述浇铸温度为1400℃-1460℃。
参照GB/T 9439-2010灰铸铁件国家标准测定纳米变质高硬度灰 铸铁的硬度，并且和未进行纳米变质的灰铸铁(除未添加纳米变质剂外，其余制备方法均相同)性能进行比较，见下表：
种类 硬度HBW
未纳米变质灰铸铁 191
纳米变质灰铸铁 215
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书的内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法，其特征在于，以生铁为主要原料、以焦炭、锰铁为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1480℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气8-12分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置3-5分钟后出炉、进行浇铸、热处理，即制得纳米变质铸件。
2.根据权利要求1所述一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述主料和辅料混合物后各元素的含量为：C 3.0-3.3％、Si 1.6-1.8％、P≤0.14％、Mn 0.7-0.9％、S≤0.12％。
3.根据权利要求1所述一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述纳米变质剂粉体由Si、SiC按4:1质量比混合组成，混合物的粒径≤400nm。
4.根据权利要求1所述一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述纳米变质剂粉体与铁水的质量比为1-1.2:1000。
5.根据权利要求1所述一种纳米变质高硬度灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述浇铸温度为1350℃-1460℃。
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