[發明專利]一種制備氧化鋯-碳化鋯顆粒增強灰鑄鐵的方法

在審

• 申請號: 201810066851.4
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108220755A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 徐淑波;曲明星;孫星
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C22C37/08
• 分類號: C22C37/08;C22C33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.在一種制備氧化鋯-碳化鋯顆粒增強灰鑄鐵的方法，其特征是通過二氧化碳、甲烷、氬氣和氧氣的混合氣體將氧化鋯-碳化鋯顆粒的前軀體混合粉末吹入灰鑄鐵熔體中，在吹入的過程中產生自蔓延燃燒合成反應，通過反應生成超細氧化鋯-碳化鋯增強顆粒，將銀粉末和銅粉末與碳化鎢-碳化硅顆粒增強耐熱灰鑄鐵熔體按質量百分比為1:99的比例進行添加熔煉，再經過機械化混合攪拌、變質處理、精煉、澆注，獲得鑄錠通過高壓扭轉劇烈塑性變形得到具有抗菌性能的氧化鋯-碳化鋯顆粒增強耐熱高強度灰鑄鐵材料；

（a）灰鑄鐵基體材料的化學成分及重量百分比為為：C：2.6-3.0，Mn：0.8-1.3，Ni：1-1.5，Cr：0.2-0.4，P：0.01-0.05，S：0.03-0.15，Cu：0.2-0.8，Sn：0.01-0.1；

（b）混合氣體中各組分的體積配比為甲烷（8-45）：氬氣（8-35）：氧氣（8-35）：二氧化碳（8-70）；混合氣體的壓力為0.05-0.3MPa，氣體流量0.02-0.15m³/min；

（c）氧化鋯-碳化鋯顆粒的前軀體混合制備方法：將納米尺寸的氧化鋯粉末、無水乙醇和納米尺寸的活性炭粉末攪拌均勻,通過超聲振蕩處理5分鐘-50分鐘后，后轉移到坩堝中,然后在真空爐中1550-1800℃高溫煅燒下并保溫3小時,隨爐冷卻然后研磨;最后得到平均顆粒度為40納米-100納米的超細氧化鋯粉末和碳化鋯前驅體粉末；

（d）超細氧化鋯粉末和碳化鋯顆粒的前驅體粉末加入量為合金熔體重量的5%；

（e）向熱灰鑄鐵熔體中所添加的銀粉末和銅粉末是通過機械化球磨法24小時獲得的平均微粒度為40納米-100納米的微粒。

2.根據權利要求1所述的一種制備氧化鋯-碳化鋯顆粒增強灰鑄鐵的方法，其特征是灰鑄鐵基體材料熔體含有重量百分比為2.6-3.0的C元素、重量百分比為0.8-1.3的Mn元素、重量百分比為1-1.5的Mn元素，灰鑄鐵熔體的溫度1480-1560℃。

3.根據權利要求1一種制備氧化鋯-碳化鋯顆粒增強灰鑄鐵的方法，其特征是：反應生成增強顆粒的時間為15-60分鐘，顆粒含量要求越高反應生成增強顆粒的時間越長。

4.根據權利要求1所述的一種制備氧化鋯-碳化鋯顆粒增強灰鑄鐵的方法，其特征是：向熔煉中氧化鋯-碳化鋯顆粒增強耐熱灰鑄鐵材料熔體中再添加銀粉末和銅粉末，其中銀粉末和銅粉末的添加比例為是 50：50，銀粉末和銅粉末在氧化鋯-碳化鋯顆粒增強耐熱灰鑄鐵材料中的質量含量為1%，將銀粉末和銅粉末與氧化鋯-碳化鋯顆粒增強耐熱灰鑄鐵材料熔體按質量百分比為1:99的比例進行添加熔煉，經過機械化混合攪拌、變質處理、精煉、澆注，即獲得氧化鋯-碳化鋯顆粒增強灰鑄鐵材料鑄錠。

5.根據權利要求1所述的一種制備氧化鋯-碳化鋯顆粒增強灰鑄鐵的方法，其特征是：獲得鑄錠在400-500℃通過高壓扭轉變形，高壓扭轉加工參數為：壓頭的轉速為600rpm、下壓力為1.2GPa，測試表明所獲得的氧化鋯-碳化鋯顆粒增強耐熱灰鑄鐵具有高強韌性。

6.根據權利要求1所述的一種制備氧化鋯-碳化鋯顆粒增強灰鑄鐵的方法，其特征是：獲得氧化鋯-碳化鋯顆粒增強耐熱灰鑄鐵材料中銅和銀金屬結合具有廣譜抗菌屬性，增大了該材料的應用范圍。