[發(fā)明專利]含納米碳化硅的球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵用孕育劑及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710531600.4
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107267704B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 吳玉彬;巫瑞智;吳強;侯樂干
• 申請（專利權）人: 哈爾濱科德威冶金股份有限公司
• 主分類號: C21C1/08
• 分類號: C21C1/08;C21C1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了含納米碳化硅的球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵用孕育劑及制備方法，它涉及孕育劑技術領域；本發(fā)明采用行星球磨的工藝將納米級尺度SiC粉體與微米級尺度的SiC粉體進行復合，納米顆粒的SiC附著在微米顆粒的SiC表面，利用較大尺寸的微米級碳化硅顆粒攜帶大量的納米碳化硅顆粒，從而制備出新型的復合納米碳化硅孕育劑，并采用包芯線技術把獲得的復合粉體制成包芯線；采用喂線法對球墨鑄鐵鐵水、蠕墨鑄鐵鐵水進行孕育處理，獲得了良好的孕育效果；本發(fā)明提升球墨鑄鐵品質及蠕墨鑄鐵工藝穩(wěn)定性，同時降低納米SiC的用量，從而降低生產成本。

技術領域

本發(fā)明涉及含納米碳化硅的球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵用孕育劑及制備方法，屬于孕育劑技術領域。

背景技術

球墨鑄鐵是通過向鐵水中加入孕育劑、球化劑進行孕育及球化處理，獲得球狀石墨組織的鑄鐵，是一種高強度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，是目前“以鐵代鋼”的理想材料，常用于生產受力復雜，強度、韌性、耐磨性等要求較高的零件。蠕墨鑄鐵是指通過向鐵水中加入孕育劑、蠕化劑進行孕育及蠕化處理，獲得蠕蟲狀石墨組織的鑄鐵。蠕墨鑄鐵的性能介于灰鐵和球鐵之間，不僅具有近似球墨鑄鐵的強度，近似灰鑄鐵的導熱、鑄造性能，且有比灰鑄鐵更好的塑性和疲勞性能，是一種很有發(fā)展前途的優(yōu)良結構材料，在新一代重型卡車的發(fā)動機缸體、缸蓋和缸套等部件上具有很好的應用前景。

已有研究表明納米碳化硅作為孕育劑能顯著改善球墨鑄鐵的組織，減小石墨球尺寸，提高石墨球化率等。然而，納米SiC材料的團聚不易分散的問題沒有得到理想的解決，這一問題制約著納米碳化硅在傳統(tǒng)的鑄造領域中的實際應用。生產蠕鐵鐵水的元素控制窗口非常窄，石墨蠕化困難，因此生產過程中需要嚴格的成分和過程控制，才能保證蠕化效果的穩(wěn)定性。此外，前期研究中納米SiC的加入量都比較大，納米SiC價格較高，所以在經濟上并不理想。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明要解決的技術途徑是提供含納米碳化硅的球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵用孕育劑及制備方法。

本發(fā)明的含納米碳化硅的球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵用孕育劑，它將納米碳化硅與微米碳化硅復合，利用較大尺寸的微米級碳化硅顆粒攜帶大量的納米碳化硅顆粒，納米顆粒的SiC附著在微米顆粒的SiC表面，在孕育處理過程中將多個納米顆粒集中在微小區(qū)域加入到鐵水中。

本發(fā)明的含納米碳化硅的球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵用孕育劑的制備方法，它的制備方法如下：

步驟一：配料：

將平均粒徑50nm與平均粒徑10μm的碳化硅在烘干箱內烘干12～48小時，烘干溫度100℃，然后分別稱量平均粒徑50nm與平均粒徑10μm的碳化硅進行配料，納米SiC質量分數(shù)為0.1wt.%～50wt.%；

步驟二：混合：

采用行星球磨機進行混料，公轉轉速在200轉/分鐘～400轉/分鐘，球磨時間1～3小時，球磨結束后靜止放置冷卻10分鐘，取出混合粉干燥保存；

步驟三：制線：

采用包芯線機，將混合粉末制成直徑為5mm的包芯線。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：提升球墨鑄鐵品質及蠕墨鑄鐵工藝穩(wěn)定性，同時降低納米SiC的用量，從而降低生產成本。

附圖說明：

為了易于說明，本發(fā)明由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。

圖1為納米碳化硅復合孕育劑SEM圖，其中（a）（b）為納米SiC含量1wt.%復合納米SiC孕育劑，（c）（d）為納米SiC含量10wt.%復合納米SiC孕育劑，（e）（f）納米SiC含量20wt.%復合納米SiC孕育劑；

圖2為納米SiC含量1wt.%復合納米SiC孕育球墨鑄鐵金相組織，其中（a）為硝酸乙醇侵蝕前金相組織，（b）為硝酸乙醇侵蝕后金相組織；