CN105821286A - 一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法，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、膨润土、孕育剂为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1500‑1530℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气10‑15分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置5‑10分钟后出炉，进行浇铸，浇铸时，加入稀土镁球化剂，再经过热处理，即制得纳米变质铸件。本发明制备的纳米变质含稀土球墨铸铁具有较高的抗拉强度和硬度。

Description

一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法
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含稀土球墨铸铁的制备方法。
背景技术
长期以来，稀土对金属材料变质处理一直发挥着积极作用，试验表明稀土作为表面活性元素，在不同的熔炼条件和不同品质金属液的情况下，首先起着脱氧、脱硫的作用，在此过程中消耗了一定量的变质剂，造成稀土变质效果不稳定。
稀土的变质过程主要是形成氧化物的过程，稀土氧化物有3种状态：即一部分微小质点的氧化物可形成晶核，起到细化晶粒的作用；一部分较大尺寸的氧化物在熔炼过程中，由于密度的差别上浮，作为渣相被排除；还有一部分处于临界大小尺寸的稀土氧化物只能作为较为稳定的悬浮物，均匀地残存金属液中，凝固后作为弥散分布的夹渣，存在于材料中，从而大大降低材料的力学性能。
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含稀土球墨铸铁的制备方法。
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 变质含稀土球墨铸铁的制备方法，其特征在于，以生铁为主要原料、以焦炭、锰铁、膨润土、孕育剂为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1500-1530℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气10-15分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置5-10分钟后出炉，进行浇铸，浇铸时，加入稀土镁球化剂，再经过热处理，即制得纳米变质铸件。
优选的，所述主料和辅料混合物后五大元素的含量为：C 3.5-3.8％、Si 2.2-2.8％、P≤0.08％、Mn 0.3-0.5％、S≤0.025％，稀土残留量0.02～0.03wt％。
优选的，所述纳米变质剂粉体由Si、SiC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1-1.5:1000。
优选的，所述浇铸温度为1380℃-1460℃。
优选的，所述浇铸时，不能让铁水直接冲击稀土镁球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入稀土镁球化剂，待反应完毕后加1/3铁水，在5-10分钟浇注完全。
有益效果是：本发明制备的纳米变质含稀土球墨铸铁和未进行纳米变质的灰铸铁相比，具有较好的抗冲击性能。
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含稀土球墨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、膨润土、孕育剂为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1500-1530℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气10-15分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置5-10分钟后出炉，进行浇铸，浇铸时，加入稀土镁球化剂，再经过热处理，即制得纳米变质铸件。
所述主料和辅料混合物后五大元素的含量为：C 3.5-3.8％、Si 2.2-2.8％、P≤0.08％、Mn 0.3-0.5％、S≤0.025％，稀土残留量0.02～0.03wt％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC按质量比5：1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1380℃-1460℃。
所述浇铸时，不能让铁水直接冲击稀土镁球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入稀土镁球化剂，待反应完毕后加1/3铁水，在5-10分钟浇注完全。
参照GB/T 1348-2009球墨铸铁件国家标准测定纳米变质含稀土球墨铸铁的抗拉强度、延伸率和硬度，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：
实施例2
本发明一种纳米变质含稀土球墨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、膨润土、孕育剂为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1500-1530℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气10-15分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置5-10分钟后出炉，进行浇铸，浇铸时，加入稀土镁球化剂，再经过热处理，即制得纳米变质铸件。
所述主料和辅料混合物后五大元素的含量为：C 3.5-3.8％、Si 2.2-2.8％、P≤0.08％、Mn 0.3-0.5％、S≤0.025％，稀土残留量0.02～0.03wt％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC按质量比4：1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1.4:1000。
所述浇铸温度为1380℃-1460℃。
所述浇铸时，不能让铁水直接冲击稀土镁球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入稀土镁球化剂，待反应完毕后加1/3铁水，在5-10分钟浇注完全。
参照GB/T 1348-2009球墨铸铁件国家标准测定纳米变质含稀土球墨铸铁的抗拉强度、延伸率和硬度，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 抗拉强度MPa 延伸率％ 硬度HBW
未纳米变质灰铸铁 518 7.3 330
纳米变质灰铸铁 572 7.6 343
实施例3
本发明一种纳米变质含稀土球墨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、膨润土、孕育剂为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1500-1530℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气10-15分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置5-10分钟后出炉，进行浇铸，浇铸时，加入稀土镁球化剂，再经过热处理，即制得纳米变质铸件。
所述主料和辅料混合物后五大元素的含量为：C 3.5-3.8％、Si 2.2-2.8％、P≤0.08％、Mn 0.3-0.5％、S≤0.025％，稀土残留量0.02～0.03wt％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC按质量比6：1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1.5:1000。
所述浇铸温度为1380℃-1460℃。
所述浇铸时，不能让铁水直接冲击稀土镁球化剂，铁水放至2/3 时，堵住铁水，加入稀土镁球化剂，待反应完毕后加1/3铁水，在5-10分钟浇注完全。
参照GB/T 1348-2009球墨铸铁件国家标准测定纳米变质含稀土球墨铸铁的抗拉强度、延伸率和硬度，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 抗拉强度MPa 延伸率％ 硬度HBW
未纳米变质灰铸铁 522 7.4 328
纳米变质灰铸铁 601 7.9 356
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 (6)

1.一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法，其特征在于，以生铁为主要原料、以焦炭、锰铁、膨润土、孕育剂为辅料，加入到电炉中进行高温熔化，当铁水温度达到1500-1530℃时，利用氩气喷吹罐均匀的吹入纯净氩气10-15分钟，然后利用氩气均匀的吹入纳米变质剂粉体，静置5-10分钟后出炉，进行浇铸，浇铸时，加入稀土镁球化剂，再经过热处理，即制得纳米变质铸件。
2.根据权利要求1所述一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述主料和辅料混合物后五大元素的含量为：C3.5-3.8％、Si 2.2-2.8％、P≤0.08％、Mn 0.3-0.5％、S≤0.025％，稀土残留量0.02～0.03wt％。
3.根据权利要求1所述一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述纳米变质剂粉体由Si、SiC混合组成，混合物的粒径≤400nm。
4.根据权利要求1所述一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述纳米变质剂粉体与铁水的质量比为1-1.5:1000。
5.根据权利要求1所述一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述浇铸温度为1380℃-1460℃。
6.根据权利要求1所述一种纳米变质含稀土球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述浇铸时，不能让铁水直接冲击稀土镁球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入稀土镁球化剂，待反应完毕后加1/3铁水，在5-10分钟浇注完全。
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