CN105821291A - 一种纳米变质高硬度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高硬度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高硬度球墨铸铁具有较高的抗拉强度和硬度。

Description

一种纳米变质高硬度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高硬度球墨铸铁的制备方法。
背景技术
球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。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。
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：一种纳米变质高硬度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 2.2-2.6％、P≤0.08％、Mn 0.5-0.8％、S≤0.025％。
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球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入球化剂，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高硬度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高硬度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％、Si2.2-2.6％、P≤0.08％、Mn 0.5-0.8％、S≤0.025％。
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球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入球化剂，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高硬度球墨铸铁的硬度，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 262
纳米变质灰铸铁 291
实施例2
本发明一种纳米变质高硬度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％、Si2.2-2.6％、P≤0.08％、Mn 0.5-0.8％、S≤0.025％。
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球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入球化剂，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高硬度球墨铸铁的伸长率，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 258
纳米变质灰铸铁 293
实施例3
本发明一种纳米变质高硬度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％、Si2.2-2.6％、P≤0.08％、Mn 0.5-0.8％、S≤0.025％。
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球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入球化剂，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高硬度球墨铸铁的伸长率，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 260
纳米变质灰铸铁 301

Claims (6)

1.一种纳米变质高硬度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所述一种纳米变质高硬度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％、Si2.2-2.6％、P≤0.08％、Mn 0.5-0.8％、S≤0.025％。
3.根据权利要求1所述一种纳米变质高硬度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所述一种纳米变质高硬度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所述一种纳米变质高硬度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所述一种纳米变质高硬度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球化剂，铁水放至2/3时，堵住铁水，加入球化剂，待反应完毕后加1/3铁水，在5-10分钟浇注完全。
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