[發明專利]一種稀土鐵中間合金及其用途

在審

• 申請號: 201410085357.4
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103820698A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 于雅樵;張志宏;呂衛東;高日增;陳國華;劉玉寶;楊雄
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C22C33/04;C22C1/02
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

技術領域

本發明涉及是一種稀土鐵中間合金及其用途，屬于冶金材料領域。

背景技術

上世紀70年代初，美國對稀土鋼應用研究的主要目的是減少鋼中的有害雜質，提高鋼的純凈度，70年代中期，國際層面上才開始研究稀土在鋼中的機理和作用。我國早在80年代初期開始研究稀土鋼，研究了各種各樣稀土在鋼中的加入方法，但效果不是十分理想，稀土鋼添加劑有單一稀土金屬，混合稀土金屬，其形狀有塊狀、錠狀、絲狀、粉狀、棒狀或充填含稀土粉料的包芯線等多種形式。但是由于稀土金屬活潑，比重低于鋼，很難加入到1600℃以上的鋼液中，稀土的燒損嚴重，收得率非常低，難以改善鋼的性能，致使稀土鋼的生產成本過高，未得到市場認可。因此，需要探索制備一種新型的稀土鐵合金，從而解決長期制約稀土鋼中稀土成分控制不穩定、并且不易加入鋼中、燒損大、收得率低等多年來研究的難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種稀土鐵中間合金及其用途，在稀土鋼生產中添加本發明的稀土鐵中間合金，可根本解決稀土在鋼中的有效加入問題，顯著提高稀土收得率，準確控制鋼中稀土的含量，降低稀土的加入成本，改善和提高鋼材的塑性、低溫沖擊韌性、厚度方向性能和耐腐蝕性能。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種稀土鐵中間合金，以純鐵或優質鋼、稀土金屬為原料，采用經過等壓、高溫燒結后的堿土金屬氧化物坩堝的真空冶煉爐，將計算好配比的稀土金屬與純鐵或優質鋼放入真空爐內坩堝中，抽真空，然后充入惰性氣體保護，經過高溫熔化-精煉、電磁攪拌合金化過程，然后澆鑄到錠模中得到稀土鐵中間合金，制得的稀土鐵中間合金中稀土含量為1～50%mass；其中：高溫熔化溫度為1000～1500℃，精煉過程溫度為1400～1500℃，精煉時間為5～15分鐘。

所述稀土金屬為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔中一種或幾種；

所述的抽真空是20pa以下；

所述的惰性氣體為氮氣、氬氣中一種或多種。

所述稀土鐵中間合金的用途是：在稀土鋼的生產中作為中間合金使用，將稀土元素成分以化合態的形式加入到稀土鋼中。

本發明的有益效果：本發明提出的稀土鐵中間合金中稀土元素以化合態的形式存在，抗氧化性好，熱穩定性高；合金中稀土元素成分均勻穩定，低偏析，?O、S、P、C等雜質含量低；稀土鐵中間合金密度接近于鋼的密度，易熔于鋼中，實現了對鋼水的深度凈化；同時添加后可根本解決稀土在鋼中的有效加入問題，顯著提高稀土收得率，能夠準確控制鋼中稀土的含量，降低了稀土的加入成本，改善和提高了鋼材的塑性、低溫沖擊韌性、厚度方向性能和耐腐蝕性能。而且二次帶入的雜質含量低，產品質量好，波動范圍小，生產成本低，是一種理想的稀土鋼添加劑。同時通過稀土鐵中間合金加入的稀土元素通過彌散強化使稀土在鋼中的應用領域擴大，特別是稀土在一些高尖端技術領域得到應用。

具體實施方式

以下用實施例對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，并不對本發明的范圍有任何限制。

實施例1

以稀土金屬鈰和純鐵為原料，按照質量百分比50：50配料，然后加入到氧化鎂坩堝內，置于真空爐內，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1300℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鈰鐵合金，鈰含量49.7%。將本鈰鐵中間合金應用到生產BT700E鋼中，稀土收得率達到40-50%，較其它方法提高了近3倍。

實施例2

以稀土金屬鑭和純鐵為原料，按照質量百分比30：70配料，然后加入到氧化鎂坩堝內，置于真空爐內，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1400℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鑭鐵合金，鑭含量29.6%。將本鑭鐵中間合金應用到生產BT700E鋼中，稀土收得率達到30-40%，較其它方法提高了近2倍。

實施例3

以稀土金屬釹和純鐵為原料，按照質量百分比40：60配料，然后加入到氧化鎂坩堝內，置于真空爐內，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1350℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了釹鐵合金，釹含量39.4%。

實施例4

以稀土金屬鑭、鈰和純鐵為原料，按照質量百分比3.5：6.5：90配料，然后加入到氧化鎂坩堝內，置于真空爐內，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1400℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鑭鈰混合稀土鐵合金，鑭含量3.42%，鈰含量6.48%。將本鑭鈰鐵中間合金應用到生產Q550D鋼中，稀土收得率達到40-50%，較其它方法提高了近3倍。