CN105821288A - 一种纳米变质高碳灰铸铁的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米变质高碳灰铸铁的制备方法，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碳灰铸铁具有较高的抗拉强度和硬度。

Description

一种纳米变质高碳灰铸铁的制备方法
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碳灰铸铁的制备方法。
背景技术
纳米变质剂具有高硬度、耐高温、粒度小和分散性好的特点；与金属具有较好的结合力。在结晶过程中形成的晶核大大增加成晶数量和减少晶粒尺寸，达到细化晶粒，改善金属材料力学性能、加工性能和使用性能的目的。在材料中均匀加入硬质颗粒是一种材料强化手段。变质过程中纳米变质剂的颗粒形貌、尺寸的变化，以及变质剂的含量对金属材料抗拉强度、硬度、韧性及显微结构都将产生较大的影响。纳米变质灰铸铁铸件具有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能。
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高碳灰铸铁的制备方法。
本发明解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种纳米变质高碳灰铸铁的制备方法，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 3.8-4.0％、Si 2.2-2.5％、P≤0.12％、Mn 0.4-0.6％、S≤0.15％。
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1-1.2:1000。
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碳灰铸铁和未进行纳米变质的灰铸铁相比，具有较高的抗拉强度和硬度。
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碳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 3.8-4.0％、Si 2.2-2.5％、P≤0.12％、Mn 0.4-0.6％、S≤0.15％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC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碳灰铸铁的抗拉强度和硬度，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 硬度HBW
未纳米变质灰铸铁 129 160
纳米变质灰铸铁 145 180
实施例2
本发明一种纳米变质高碳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 3.8-4.0％、Si 2.2-2.5％、P≤0.12％、Mn 0.4-0.6％、S≤0.15％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC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碳灰铸铁的抗拉强度和硬度，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 硬度HBW
未纳米变质灰铸铁 133 161
纳米变质灰铸铁 149 185
实施例3
本发明一种纳米变质高碳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 3.8-4.0％、Si 2.2-2.5％、P≤0.12％、Mn 0.4-0.6％、S≤0.15％。
所述纳米变质剂粉体由Si、SiC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碳灰铸铁的抗拉强度和硬度，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 硬度HBW
未纳米变质灰铸铁 136 166
纳米变质灰铸铁 151 192
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)

1.一种纳米变质高碳灰铸铁的制备方法，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碳灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述主料和辅料混合物后各元素的含量为：C 3.8-4.0％、Si 2.2-2.5％、P≤0.12％、Mn 0.4-0.6％、S≤0.15％。
3.根据权利要求1所述一种纳米变质高碳灰铸铁的制备方法，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碳灰铸铁的制备方法，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碳灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述浇铸温度为1350℃-1460℃。
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