CN109112244A - 一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，涉及生铁铸件技术领域，由以下成分制成：腐殖酸改性石墨烯、冰晶石、海藻酸钠、钼铁；通过按一定质量比添加本发明制备的改善生铁铸件耐磨性的添加剂能够有效的提高生铁铸件的耐磨性。
Description
技术领域
本发明属于生铁铸件技术领域，具体涉及一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂。
背景技术
生铁是含碳量大于2％的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.11％--4.3％，并含C、Si、Mn、S、P等元素，是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
随着现代科学技术的进步 ,特别是航天航空的高速发展和大规模原子能的利用，海洋开发等新兴工业的出现，对结构材料提出了越来越高的要求，传统的生铁材料性能无法满足市场的需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，按重量份计由以下成分制成：腐殖酸改性石墨烯6-9、冰晶石4-6、海藻酸钠1.5-1.9、钼铁0.55-0.59。
进一步的，所述腐殖酸改性石墨烯制备方法为：
（1）将石墨烯按30g：300mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，然后采用超声波进行处理2min，得到石墨烯醇悬浮液；
（2）向石墨烯醇悬浮液中添加石墨烯质量1.6%的三乙醇胺，加热至72℃，以3500r/min转速搅拌40min，得到石墨烯悬浮液中间体；
（3）向石墨烯悬浮液中间体中添加其质量5-8%的腐殖酸和0.5%的、苯偏三甲酸，在80℃水浴加热下，以300r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，得到改性石墨烯初料，将改性石墨烯初料放入温度为600℃反应室内放置30min，反应室内填充氮气与氧气混合气体，然后再自然冷却至室温后，采用无水乙醇浸泡40min，然后再进行过滤，烘干至恒重，即得腐殖酸改性石墨烯。
进一步的，所述的石墨烯粒度为60nm。
进一步的，所述乙醇溶液质量分数为45%。
进一步的，所述超声波功率为1000W，频率为50kHz。
进一步的，所述氮气与氧气混合气体中常温常压下氮气与氧气体积比为50：1。
进一步的，所述冰晶石粒度为1200目。
进一步的，所述钼铁中钼质量分数为52.5%。
进一步的，所述改善生铁铸件耐磨性的添加剂与生铁铸件混合质量比例为1.2：125，混合方法为将生铁在浇铸前加入改善生铁铸件耐磨性的添加剂，并搅拌均匀，即可。
有益效果：通过按一定质量比添加本发明制备的改善生铁铸件耐磨性的添加剂能够有效的提高生铁铸件的耐磨性，超过一定比例的添加，耐磨性不仅不会继续增加，反而会小幅度的降低生铁铸件的韧性；通过添加本发明制备的添加剂，不仅能够有效的增强生铁铸件的耐磨性，同时，还能够有效的降低生铁铸件成型时内部残余应力的产生，从而避免生铁铸件在使用时产生裂纹，提高了生铁铸件的使用寿命和安全性。
具体实施方式
实施例1
一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，按重量份计由以下成分制成：腐殖酸改性石墨烯6、冰晶石4、海藻酸钠1.5、钼铁0.55。
进一步的，所述腐殖酸改性石墨烯制备方法为：
（1）将石墨烯按30g：300mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，然后采用超声波进行处理2min，得到石墨烯醇悬浮液；
（2）向石墨烯醇悬浮液中添加石墨烯质量1.6%的三乙醇胺，加热至72℃，以3500r/min转速搅拌40min，得到石墨烯悬浮液中间体；
（3）向石墨烯悬浮液中间体中添加其质量5-8%的腐殖酸和0.5%的、苯偏三甲酸，在80℃水浴加热下，以300r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，得到改性石墨烯初料，将改性石墨烯初料放入温度为600℃反应室内放置30min，反应室内填充氮气与氧气混合气体，然后再自然冷却至室温后，采用无水乙醇浸泡40min，然后再进行过滤，烘干至恒重，即得腐殖酸改性石墨烯。
进一步的，所述的石墨烯粒度为60nm。
进一步的，所述乙醇溶液质量分数为45%。
进一步的，所述超声波功率为1000W，频率为50kHz。
进一步的，所述氮气与氧气混合气体中常温常压下氮气与氧气体积比为50：1。
进一步的，所述冰晶石粒度为1200目。
进一步的，所述钼铁中钼质量分数为52.5%。
进一步的，所述改善生铁铸件耐磨性的添加剂与生铁铸件混合质量比例为1.2：125，混合方法为将生铁在浇铸前加入改善生铁铸件耐磨性的添加剂，并搅拌均匀，即可。
实施例2
一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，按重量份计由以下成分制成：腐殖酸改性石墨烯9、冰晶石6、海藻酸钠1.9、钼铁0.59。
进一步的，所述腐殖酸改性石墨烯制备方法为：
（1）将石墨烯按30g：300mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，然后采用超声波进行处理2min，得到石墨烯醇悬浮液；
（2）向石墨烯醇悬浮液中添加石墨烯质量1.6%的三乙醇胺，加热至72℃，以3500r/min转速搅拌40min，得到石墨烯悬浮液中间体；
（3）向石墨烯悬浮液中间体中添加其质量5-8%的腐殖酸和0.5%的、苯偏三甲酸，在80℃水浴加热下，以300r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，得到改性石墨烯初料，将改性石墨烯初料放入温度为600℃反应室内放置30min，反应室内填充氮气与氧气混合气体，然后再自然冷却至室温后，采用无水乙醇浸泡40min，然后再进行过滤，烘干至恒重，即得腐殖酸改性石墨烯。
进一步的，所述的石墨烯粒度为60nm。
进一步的，所述乙醇溶液质量分数为45%。
进一步的，所述超声波功率为1000W，频率为50kHz。
进一步的，所述氮气与氧气混合气体中常温常压下氮气与氧气体积比为50：1。
进一步的，所述冰晶石粒度为1200目。
进一步的，所述钼铁中钼质量分数为52.5%。
进一步的，所述改善生铁铸件耐磨性的添加剂与生铁铸件混合质量比例为1.2：125，混合方法为将生铁在浇铸前加入改善生铁铸件耐磨性的添加剂，并搅拌均匀，即可。
实施例3
一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，按重量份计由以下成分制成：腐殖酸改性石墨烯7、冰晶石5、海藻酸钠1.6、钼铁0.58。
进一步的，所述腐殖酸改性石墨烯制备方法为：
（1）将石墨烯按30g：300mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，然后采用超声波进行处理2min，得到石墨烯醇悬浮液；
（2）向石墨烯醇悬浮液中添加石墨烯质量1.6%的三乙醇胺，加热至72℃，以3500r/min转速搅拌40min，得到石墨烯悬浮液中间体；
（3）向石墨烯悬浮液中间体中添加其质量5-8%的腐殖酸和0.5%的、苯偏三甲酸，在80℃水浴加热下，以300r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，得到改性石墨烯初料，将改性石墨烯初料放入温度为600℃反应室内放置30min，反应室内填充氮气与氧气混合气体，然后再自然冷却至室温后，采用无水乙醇浸泡40min，然后再进行过滤，烘干至恒重，即得腐殖酸改性石墨烯。
进一步的，所述的石墨烯粒度为60nm。
进一步的，所述乙醇溶液质量分数为45%。
进一步的，所述超声波功率为1000W，频率为50kHz。
进一步的，所述氮气与氧气混合气体中常温常压下氮气与氧气体积比为50：1。
进一步的，所述冰晶石粒度为1200目。
进一步的，所述钼铁中钼质量分数为52.5%。
进一步的，所述改善生铁铸件耐磨性的添加剂与生铁铸件混合质量比例为1.2：125，混合方法为将生铁在浇铸前加入改善生铁铸件耐磨性的添加剂，并搅拌均匀，即可。
对比例1：与实施例1区别仅在于不添加腐殖酸改性石墨烯。
对比例2：与实施例1区别仅在于将腐殖酸改性石墨烯替换为未改性处理的石墨烯。
对比例3：与实施例1区别仅在于将腐殖酸改性石墨烯替换为201210428350.9制备的改性石墨烯。
对比例4：与实施例1区别仅在于不添加钼铁。
对照组：申请号 201810541900.5中的生铁铸件。
空白对照组：生铁铸件不添加添加剂。
将规格组织材料的生铁熔融后按混合比例为1.2：125进行添加实施例与对比例添加剂，然后采用相同的模具进行浇铸成型，在相同环境下冷却成型后，进行耐磨性能检测；
耐磨性：在1kg压力下，将5cm×5cm的实施例与对比例生铁铸件试样随机分成9组，在1200目30cm长砂纸上往复30次打磨后测量其磨损量，作为耐磨性评定依据：
表1
由表1可以看出，本发明添加剂能够显著的改善生铁铸件的耐磨性。
以实施例1为基础试样，经过试验不同添加剂与生铁铸件的混合比例时，低于1.2：125时，生铁铸件的耐磨性明显降低，而比例超过1.2：125时，耐磨性并不继续增加，反而生铁铸件的韧性会小幅度的降低。
Claims (9)
1.一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：腐殖酸改性石墨烯6-9、冰晶石4-6、海藻酸钠1.5-1.9、钼铁0.55-0.59。
2.如权利要求1所述的一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，所述腐殖酸改性石墨烯制备方法为：
（1）将石墨烯按30g：300mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，然后采用超声波进行处理2min，得到石墨烯醇悬浮液；
（2）向石墨烯醇悬浮液中添加石墨烯质量1.6%的三乙醇胺，加热至72℃，以3500r/min转速搅拌40min，得到石墨烯悬浮液中间体；
（3）向石墨烯悬浮液中间体中添加其质量5-8%的腐殖酸和0.5%的、苯偏三甲酸，在80℃水浴加热下，以300r/min转速搅拌2小时，然后进行抽滤，得到改性石墨烯初料，将改性石墨烯初料放入温度为600℃反应室内放置30min，反应室内填充氮气与氧气混合气体，然后再自然冷却至室温后，采用无水乙醇浸泡40min，然后再进行过滤，烘干至恒重，即得腐殖酸改性石墨烯。
3.如权利要求2所述的一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，所述的石墨烯粒度为60nm。
4.如权利要求2所述的一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，所述乙醇溶液质量分数为45%。
5.如权利要求2所述的一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，所述超声波功率为1000W，频率为50kHz。
6.如权利要求2所述的一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，所述氮气与氧气混合气体中常温常压下氮气与氧气体积比为50：1。
7.如权利要求1所述的一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，所述冰晶石粒度为1200目。
8.如权利要求1所述的一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，所述钼铁中钼质量分数为52.5%。
9.如权利要求1所述的一种改善生铁铸件耐磨性的添加剂，其特征在于，所述改善生铁铸件耐磨性的添加剂与生铁铸件混合质量比例为1.2：125，混合方法为将生铁在浇铸前加入改善生铁铸件耐磨性的添加剂，并搅拌均匀，即可。
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