CN106048135A - 用于提高液态金属流动性的组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的一种用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物由硅铁、锰铁、铋、硅钡孕育剂以及纳米碳化硅组成，各组分的质量百分比为：硅铁：58‑64%，锰铁：13‑18%，铋：1‑3%，硅钡孕育剂：16‑22%，纳米碳化硅：2‑5%。所述组合物能够有效提高低温熔炼中液态金属的流动性，减少生产过程中气孔、残缺、疏松等缺陷的形成，大大改善铸件的各项性能指标，提高企业生产的良品率，同时加入的量少，使用效率高，使用成本低，增加企业的经济收益。
Description
技术领域
本发明涉及金属冶炼技术领域，特别涉及用于提高液态金属流动性的组合物。
背景技术
金属的流动性是指熔融金属的流动能力，金属流动性的好坏，通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量，将金属液体浇入螺旋形试样铸型中，在相同的浇注条件下，合金的流动性越好，所浇出的试样越长。不同种类的金属液体，具有不同的流动性，金属液体的流动性好，充型能力就强，容易获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件，若金属液体流动性不好，将出现以下铸件缺陷：（1）浇不到与冷隔，浇不到是指铸件残缺或可能轮廓不完整，或可能铸件完整，但边角圆且光亮，这种缺陷常出现在远离浇口的部位以及薄壁处，冷隔是指在铸件上穿透或不穿透，边沿呈圆角状缝隙的一类缺陷，冷隔多出现在薄壁处、金属流汇合处、激冷部位等；（2）气孔与夹杂物，金属液体的流动性差，则粘度大，熔融金属中的气体和夹杂物不便上浮和排出，容易形成气孔、夹杂物一类铸件缺陷，气孔是指内表面比较光滑，一般为圆形、椭圆形的孔洞，通常不露出铸件表面，夹杂物是指在铸件内或表面上存在的与基体金属成分不同的质点类缺陷，常见的有砂、渣、氧化物、硫化物等。
由此可见，金属流动性的好坏制约着铸造企业的成品率，其中，化学成分是影响金属液体流动性的本质因素，因此，需要开发一种提高熔炼中液态金属的流动性的组合物。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供用于提高液态金属流动性的组合物。所述组合物能够有效提高低温熔炼中液态金属的流动性，减少生产过程中气孔、残缺、疏松等缺陷的形成，大大改善铸件的各项性能指标，提高企业生产的良品率，同时加入的量少，使用效率高，使用成本低，增加企业的经济收益。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物由硅铁、锰铁、铋、硅钡孕育剂以及纳米碳化硅组成，各组分的质量百分比为：硅铁：58-64%，锰铁：13-18%，铋：1-3%，硅钡孕育剂：16-22%，纳米碳化硅：2-5%。
进一步地，所述组合物中各组分的质量百分比为：硅铁：62%，锰铁：14%，铋：2%，硅钡孕育剂：19%，纳米碳化硅：3%。
优选地，所述硅铁选用FeSi75-A或FeSi75-B或FeSi75-C中的任一种。
优选地，所述锰铁选用FeMn64或FeMn68中的任一种。
优选地，所述硅钡孕育剂中硅的质量分数为70-74%，钡的质量分数为1-3%。
优选地，所述纳米碳化硅的粒径不大于100nm。
优选地，所述促进剂使用时的加入量为总熔炼重量的3-6%。
硅铁是以焦炭、钢屑、石英或硅石为原料，用电炉冶炼制成的铁硅合金，硅铁在铁合金工业中用作生产低碳铁合金的还原剂。硅铁加入铸铁中可作球墨铸铁的孕育剂，且能阻止碳化物形成，促进石墨的析出和球化，改善铸铁性能。硅元素能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。
锰铁在炼钢中可用作脱氧剂和合金添加剂，可提高生铁的铸造性能和削切性能，锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。
铋在炼钢工业中加入可提高钢铁的低温冲击韧度，有利于石墨化形态的细化和均匀化，提高稳定性。
硅钡孕育剂具有良好的脱氧作用，与氧生成稳定的化合物。铸铁凝固后并不含钡，而其长效抗衰退能力被认为是钡的氧化物在铁水表面形成“气套”，阻止氧与氮的溶入。作为脱氧剂，在铁水中的形成氧化保护膜，提高活性添加剂在铁水中的吸收率；具有孕育作用，能生成稳定的氮化物，减少氮的负面影响，延长孕育作用时间。硅钡孕育剂可以减少缩松、渣、、毛孔、寒冷和其他铸造缺陷，改善力学性能和耐磨性。
纳米粒子具有粒度小、分散性好、反应速度快、稳定性好等优点，以一定的方式和比例在液体中添加纳米级粒子，能够制备成均匀、稳定、高导热的新型换热介质，提高液体的流动性。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明提供的用于提高液态金属流动性的组合物，各组分按比例配合使用，能够有效提高低温熔炼中液态金属的流动性，减少生产过程中气孔、残缺、疏松等缺陷的形成，大大改善铸件的各项性能指标，提高企业生产的良品率；
（2）本发明提供的用于提高液态金属流动性的组合物，在熔炼过程中的需要加入的量少，使用效率高，使用成本低，增加企业的经济收益。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例进一步详细说明。
实施例1
一种用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物由硅铁、锰铁、铋、硅钡孕育剂以及纳米碳化硅组成，各组分的质量百分比为：硅铁：58%，锰铁：16%，铋：3%，硅钡孕育剂：20%，纳米碳化硅：5%。
优选地，所述硅铁选用FeSi75-A，所述锰铁选用FeMn64，所述硅钡孕育剂中硅的质量分数为72%，钡的质量分数为1%，所述纳米碳化硅的粒径不大于100nm。
优选地，所述促进剂使用时的加入量为总熔炼重量的5%。
实施例2
一种用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物由硅铁、锰铁、铋、硅钡孕育剂以及纳米碳化硅组成，各组分的质量百分比为：硅铁：60%，锰铁：13%，铋：1%，硅钡孕育剂：22%，纳米碳化硅：4%。
优选地，所述硅铁选用FeSi75-B，所述锰铁选用FeMn64，所述硅钡孕育剂中硅的质量分数为70%，钡的质量分数为2%，所述纳米碳化硅的粒径不大于100nm。
优选地，所述促进剂使用时的加入量为总熔炼重量的3%。
实施例3
一种用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物由硅铁、锰铁、铋、硅钡孕育剂以及纳米碳化硅组成，各组分的质量百分比为：硅铁：62%，锰铁：14%，铋：2%，硅钡孕育剂：19%，纳米碳化硅：3%。
优选地，所述硅铁选用FeSi75-A，所述锰铁选用FeMn68，所述硅钡孕育剂中硅的质量分数为74%，钡的质量分数为1%，所述纳米碳化硅的粒径不大于100nm。
优选地，所述促进剂使用时的加入量为总熔炼重量的3%。
实施例4
一种用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物由硅铁、锰铁、铋、硅钡孕育剂以及纳米碳化硅组成，各组分的质量百分比为：硅铁：62%，锰铁：18%，铋：1%，硅钡孕育剂：16%，纳米碳化硅：3%。
优选地，所述硅铁选用FeSi75-C，所述锰铁选用FeMn64，所述硅钡孕育剂中硅的质量分数为74%，钡的质量分数为%，所述纳米碳化硅的粒径不大于100nm。
优选地，所述促进剂使用时的加入量为总熔炼重量的6%。
实施例5
一种用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物由硅铁、锰铁、铋、硅钡孕育剂以及纳米碳化硅组成，各组分的质量百分比为：硅铁：64%，锰铁：13%，铋：1%，硅钡孕育剂：20%，纳米碳化硅：2%。
优选地，所述硅铁选用FeSi75-A，所述锰铁选用FeMn64，所述硅钡孕育剂中硅的质量分数为71%，钡的质量分数为2%，所述纳米碳化硅的粒径不大于100nm。
优选地，所述促进剂使用时的加入量为总熔炼重量的5%。
在熔体流动速率仪上测试添加不同实施例的促进剂灰铸铁的熔融指数，并在注射机上进行阿基米德螺旋线样品注射，测量其对应的螺旋线长度，结果见表1。
表1. 添加实施例1-5组合物灰铸铁的熔融指数与螺旋线长度
其中，对比例为不添加实施例1-5的组合物的灰铸铁，其余条件均相同。
结果表明，添加实施例1-5的组合物能够有效提高低温熔炼中液态金属的流动性。同时，减少生产过程中气孔、残缺、疏松等缺陷的形成，大大改善铸件的各项性能指标，提高企业生产的良品率，同时加入的量少，使用效率高，使用成本低，增加企业的经济收益。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (7)
1.一种用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物由硅铁、锰铁、铋、硅钡孕育剂以及纳米碳化硅组成，各组分的质量百分比为：硅铁：58-64%，锰铁：13-18%，铋：1-3%，硅钡孕育剂：16-22%，纳米碳化硅：2-5%。
2.根据权利要求1所述的用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述组合物中各组分的质量百分比为：硅铁：62%，锰铁：14%，铋：2%，硅钡孕育剂：19%，纳米碳化硅：3%。
3.根据权利要求1所述的用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述硅铁选用FeSi75-A或FeSi75-B或FeSi75-C中的任一种。
4.根据权利要求1所述的用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述锰铁选用FeMn64或FeMn68中的任一种。
5.根据权利要求1所述的用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述硅钡孕育剂中硅的质量分数为70-74%，钡的质量分数为1-3%。
6.根据权利要求1所述的用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述纳米碳化硅的粒径不大于100nm。
7.根据权利要求1所述的用于提高液态金属流动性的组合物，其特征在于，所述促进剂使用时的加入量为总熔炼重量的3-6%。
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