[發明專利]一種用納米陶瓷粉體改善合金鋼鐵性能的方法及其專用設備

無效

• 申請號: 201010541203.3
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN102031443A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 張芬紅
• 申請（專利權）人: 合肥開爾納米能源科技股份有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C33/08;B82Y30/00
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

技術領域

本發明涉及一種用納米陶瓷粉體改善合金鋼鐵性能的方法以及用于實現該方法的設備。?

背景技術

納米陶瓷粉體具有粒徑小、比表面積大、表面活性高等特點，與金屬、半導體、絕緣體等都具有極好的附著力，因此在科學研究及技術應用的相關領域有很多潛在的應用。?

眾所周知，鋼鐵工業在全球經濟發展中在21世紀仍將保持其領導地位。目前高技術在鋼鐵工業上的應用已使鋼鐵工業成為世界上最高、最有效和技術先進的工業之一。隨著社會的發展，高質量、高性能鋼鐵的需求越來越大，在不斷的探索中發現，晶粒細化是改變鋼鐵性能的有效方法，晶粒細化就是改變晶核的數量或晶體生長速度的處理，使得鋼鐵結構更為縝密有序。?

發明內容

本發明的主要目的是提供一種用納米陶瓷粉體改善合金鋼鐵性能的方法。?

為了實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：一種用納米陶瓷粉體改善合金鋼鐵性能的方法，其特征是在無氧環境下將占合金鋼鐵總量萬分之十以下的納米陶瓷粉體添加到鋼水中。?

按照本發明的處理方法，納米陶瓷粉體在金屬冶煉的過程中以適當的配比和適當的方式加入可以起到很好的晶粒細化效果，這種方法還可以同時增強金屬的韌性和強度，有效的提高了鋼鐵性質。?

本發明的另一個目的是提供一種實施上述方法的的設備。?

技術方案是：一種用于添加納米陶瓷粉體到合金鋼鐵中的設備，其特征在于：氣瓶與吹粉槍連通，吹粉槍至少有兩個出口，第一出口與罐體連通，第二出口管與罐體出口管連通。?

上述的設備結構簡單，性能可靠能夠可靠地實現將納米粉體材料分散到鋼鐵中的目的。?

附圖說明

圖1是本發明示意圖；?

圖2是本發明局部結構圖。?

具體實施方式

一種用納米陶瓷粉體改善合金鋼鐵性能的方法，其特征是在無氧環境下將占合金鋼鐵總量萬分之十以下的納米陶瓷粉體添加到鋼水中。由于納米陶瓷粉體易于被氧化而失效，所以保證無氧環境是實現陶瓷粉體改善合金鋼鐵性能的環境要求。納米陶瓷粉體添加量不可過多，過多不僅沒有起到改性作用，反而會降低合金鋼鐵的性能。?

所述的納米陶瓷粒子有納米氮化鈦、納米碳化硅、納米氮化釩、納米二硼化鈦、納米碳化鈦。一切性質穩定，難熔融，難離解的納米無機陶瓷粉體都是可以用于添加到合金鋼鐵中的。?

所述的合金鋼鐵為高錳鋼、高鉻鋼、球磨鑄鐵。當然其他合金鋼鐵也是可以根據實際性能情況通過添加納米陶瓷粉體而得到改性的。?

所述的納米陶瓷粉體添加量最好是合金鋼鐵質量的十萬分之五到萬分之四。?

所述的添加方法為吹氬噴粉法和沖包法。其中吹氬噴粉法是利用氬氣氣流將納米陶瓷粉體帶入高溫鋼爐的一種納米陶瓷粉體的添加方法。沖包法是待鋼液總量流入鋼包1/3后，投入用不銹鋼皮包裹經真空處理的納米粉袋，再快速進行適度攪拌，使納米粒子均勻的進入鋼鐵組織中。此時鐵液出爐溫度要高于平時出爐溫度30～40℃，以保證納米粒子有足夠的時間與鋼液進行混合。?

一種用于添加納米陶瓷粉體到合金鋼鐵中的設備，如圖1、圖2所示，氣瓶1與吹粉槍2連通，吹粉槍2至少有兩個出口，第一出口3與罐體4連通，第二出口5管與罐體出口管6連通。氣瓶1用于裝置氬氣，?吹粉槍2可以有不同的管徑，這樣可以通過增大截面積產生一定壓力差，起到一個穩壓的作用。氣瓶1中的氬氣經過吹粉槍2、第一出口3將罐體4里的粉體吹入罐體出口管6而進入第二出口5管道內。第二出口5管與罐體出口管6連通是利用氣體壓力將從罐體出口管6下來的粉體經管道16送入鋼水中。?

所述的氣瓶1與吹粉槍2之間的管道上依次設置有壓力表7、安全閥8、球閥9和第一三通閥10。壓力表7是調節顯示進氣壓力，安全閥8是保證壓力在安全范圍內，球閥9是裝置通氬的總開關，第一三通閥10起連接作用。?

所述的壓力表7位于氣瓶1與安全閥8之間。?

所述的罐體上部設有加料斗11，下部設有透視鏡12。加料斗11是用于添加納米陶瓷粉體，下部的透視鏡12主要是為了便于觀察納米變質劑的添加狀態(是否添加完等)。?

所述的第一出口3與罐體4之間設有用于通氬的開關閘閥13。便于對通氣與否的狀態進行切換。?

所述的第二出口5通過管道16與用于通氬和通粉之間進行切換的第二三通閥14連通。這里的第二三通閥14實現在通氬和通粉之間進行切換，第二三通閥14與吹粉槍2左側的第一三通閥10之間還設置有一個用于通氬的管道，可以通過第二三通閥14的切換，在停止吹粉后啟用通氬的管道以防止鋼水回流入管道。?