本發(fā)明涉及一種球磨鑄鐵用變質(zhì)劑，具體涉及一種錳鈷鈮-硅鐵合金負(fù)載納米羥基磷灰石-二硼化鈦的球磨鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：球磨鑄鐵是指通過添加具有球化和孕育功效的變質(zhì)劑，得到的具有球狀石墨的鑄鐵，這類鑄鐵的強(qiáng)度得到極大的提升，具有優(yōu)良的綜合性能，已成為僅次于灰鑄鐵的一類被廣泛應(yīng)用的鑄鐵。球磨鑄鐵生產(chǎn)過程中使用的變質(zhì)劑直接關(guān)系到產(chǎn)品的使用性能，目前最常用的變質(zhì)劑為稀土鎂、硅鐵系列合金，這些變質(zhì)劑雖然取得了相對較好的變質(zhì)效果，但是仍然存在一些缺點，硅鐵系列變質(zhì)劑使用時熔化速度快，形核率低，球化率差，原料利用率低；而稀土材料也受到生產(chǎn)成本的制約；近年來還興起利用納米材料作為變質(zhì)劑，可以大量的增加熔體內(nèi)晶核數(shù)量，同時細(xì)化晶粒，提高組織的致密度，然而由于納米材料的結(jié)構(gòu)特點，其在熔體中的分散性差，容易漂浮，需要輔助專門的噴射裝置，提高了生產(chǎn)成本。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于，制備一種由納米材料與合金元素混合負(fù)載的新型變質(zhì)劑，減少貴重合金元素的使用量，同時簡單無損的改善納米材料在熔體中分散性，提高各原料的利用率，達(dá)到改善球磨鑄鐵的球化效果，提高使用性能的目的，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種錳鈷鈮-硅鐵合金負(fù)載納米羥基磷灰石-二硼化鈦的球磨鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑及其制備方法，采用的技術(shù)方案如下：一種錳鈷鈮-硅鐵合金負(fù)載納米羥基磷灰石-二硼化鈦的球磨鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑及其制備方法，其特征在于，該變質(zhì)劑由以下重量份的原料制成：納米二硼化鈦1-2、納米羥基磷灰石2-3、錳粉2-3、鈷粉1-3、鈮粉1-2、膨脹石墨粉3-5、氟化鉀1-2、硅含量為45%的硅鐵粉4-5、硅酸鎂鋁0.3-0.4、濃度為5-10%的乙醇水溶液20-25、助劑0.4-0.5。所述的助劑由以下重量份的原料制成：鉀長石2-3、鋰礦渣1-3、釔基稀土孕育劑2-3、磷酸硼0.5-0.8、納米碳纖維2-3、木質(zhì)素磺酸鈉1-2、有機(jī)膨潤土2-3、水15-20，制備方法為：先將木質(zhì)素磺酸鈉、有機(jī)膨潤土投水中，充分?jǐn)嚢杌旌?0-50min，制成活化液備用，隨后將鉀長石、鋰礦渣粉碎，過80-120目篩，篩下物投入活化液中研磨1-2h，得活化鉀長石-鋰礦渣均漿，最后再將其它剩余成分加入到活化均漿中，攪拌混合2-3h，即得摻雜納米碳纖維的復(fù)合增強(qiáng)孕育助劑。所述的一種錳鈷鈮-硅鐵合金負(fù)載納米羥基磷灰石-二硼化鈦的球磨鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑的制備方法為：（1）先將錳粉、鈷粉、鈮粉與硅鐵粉混合均勻后投入電爐中，熔融后澆注成型，隨后將所得合金破碎，過300-400目篩，得合金粉備用；（2）將納米二硼化鈦、納米羥基磷灰石與膨脹石墨粉混合，投入10-15重量份的乙醇水溶液中，攪拌混合均勻后將漿料進(jìn)行密閉球磨處理，球磨1-2h后，所得漿料高速攪拌混合10-13h，得膨脹石墨負(fù)載納米材料的復(fù)合漿料備用；（3）將步驟（1）所得的合金微粉、步驟（2）所得漿料與其它剩余成分混合，在密閉環(huán)境中進(jìn)行二次攪拌，將混合漿料高速攪拌混合15-18h后熱風(fēng)干燥，完全除去水份，破碎成細(xì)粉狀，即得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明復(fù)合變質(zhì)劑將以高熱穩(wěn)定、高比表面積的膨脹石墨粉負(fù)載的納米二硼化鈦、納米羥基磷灰石粉體與錳鈷鈮-硅鐵合金粉相互粘結(jié)負(fù)載，制得一種性能穩(wěn)定的變質(zhì)劑，其中的納米材料彌散性好，在材料內(nèi)部形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，晶核增加效果顯著，而摻雜的復(fù)合硅鐵合金粉不易燒蝕，形核率提高，石墨球化高效穩(wěn)定；該變質(zhì)劑促進(jìn)了石墨化進(jìn)程，改善組織結(jié)構(gòu)，獲得了更好的變質(zhì)效果，且較之傳統(tǒng)變質(zhì)劑使用更為方便快捷，降低了生產(chǎn)成本。具體實施方式實施例本實施例變質(zhì)劑由以下重量份原料制成：納米二硼化鈦1、納米羥基磷灰石3、錳粉3、鈷粉2、鈮粉1、膨脹石墨粉5、氟化鉀1、硅含量為45%的硅鐵粉4、硅酸鎂鋁0.3、濃度為8%的乙醇水溶液23、助劑0.5。所述的助劑由以下重量份的原料制成：鉀長石2、鋰礦渣2、釔基稀土孕育劑2.5、磷酸硼0.6、納米碳纖維3、木質(zhì)素磺酸鈉1.8、有機(jī)膨潤土3、水18，制備方法為：先將木質(zhì)素磺酸鈉、有機(jī)膨潤土投水中，充分?jǐn)嚢杌旌?5min，制成活化液備用，隨后將鉀長石、鋰礦渣粉碎，過100目篩，篩下物投入活化液中研磨1.5h，得活化鉀長石-鋰礦渣均漿，最后再將其它剩余成分加入到活化均漿中，攪拌混合2.5h，即得摻雜納米碳纖維的復(fù)合增強(qiáng)孕育助劑。所述的一種錳鈷鈮-硅鐵合金負(fù)載納米羥基磷灰石-二硼化鈦的球磨鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑的制備方法為：（1）先將錳粉、鈷粉、鈮粉與硅鐵粉混合均勻后投入電爐中，熔融后澆注成型，隨后將所得合金破碎，過400目篩，得合金粉備用；（2）將納米二硼化鈦、納米羥基磷灰石與膨脹石墨粉混合，投入12重量份的乙醇水溶液中，攪拌混合均勻后將漿料進(jìn)行密閉球磨處理，球磨2h后，所得漿料高速攪拌混合12h，得膨脹石墨負(fù)載納米材料的復(fù)合漿料備用；（3）將步驟（1）所得的合金微粉、步驟（2）所得漿料與其它剩余成分混合，在密閉環(huán)境中進(jìn)行二次攪拌，將混合漿料高速攪拌混合17h后熱風(fēng)干燥，完全除去水份，破碎成細(xì)粉狀，即得。本實施例以QT400為例，使用方法為：在QT400制造過程中使用包底沖入法分別加入0.45wt%、0.60wt%、0.80wt%的變質(zhì)劑，變質(zhì)處理后的鑄液澆注出試樣，試樣尺寸均為Φ30mm×300mm，且分別標(biāo)記為1、2、3，這三種不同變質(zhì)劑含量的試樣各自力學(xué)性能測試結(jié)果如下：編號123抗拉強(qiáng)度428MPa465MPa490MPa當(dāng)前第1頁1 2 3