改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法
【專利摘要】本發明公開了一種改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法，包括：步驟(1)將生鐵加熱至熔化狀態，成為鐵水，預先將氮氣加熱至1000～1200℃成為熱氮氣，隨著熱氮氣向鐵水中噴入活性炭，活性炭的粒徑為40～60nm，噴完活性炭后，再用熱氮氣向鐵水中噴入硫和鐵，硫的粒徑為20～30nm；步驟(2)澆鑄成型；步驟(3)冷卻，控制鑄件的冷卻速度為10～20℃/min，直至冷卻至1000℃，之后采用自然冷卻，在控制冷卻速度的階段，還采用溫度為1000℃的氮氣吹送硅，硅的粒徑為78～89nm，硅相對于鐵水的質量比為0.03～0.06:1000。本發明所生產的鑄件的抗磨損性能優良，具有更高的硬度。
【專利說明】
改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法。
【背景技術】
[0002]中國是發展中國家，對鑄件的需求越來越多，但是鑄件無論在質量還是在數量方面均與發達國家具有很大的差距。因此，我國的鑄造生產尚有很大發展空間，鑄鐵件占整個鑄件產量的70%_80%。為了解決傳統的鑄鐵材料的磨損性能和硬度相對較低的問題，需要設計新的能夠滿足更高要求的鑄鐵材料的生產方法。

【發明內容】

[0003]針對上述技術問題，本發明設計開發了一種磨損性能優良的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法。
[0004]本發明提供以下技術方案:
[0005]—種改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法，包括:
[0006]步驟(I)將生鐵加熱至熔化狀態，成為鐵水，預先將氮氣加熱至1000?1200°C成為熱氮氣，隨著熱氮氣向鐵水中噴入活性炭，活性炭的粒徑為40?60nm，活性炭相對于鐵水的質量比為1.14?2.45:1000，噴完活性炭后，再用熱氮氣向鐵水中噴入硫和鐵，硫的粒徑為20?30nm，鐵的粒徑為15?18nm，硫相對于鐵水的質量比為0.34?0.78:1000，鐵相對于鐵水的質量比為0.67?0.77:1000 ；
[0007]步驟(2)維持鐵水在1560?1600 °C之間，攪拌I?4h，攪拌過程中還持續向鐵水送入溫度為1560?1600°C的熱氮氣，再靜置2min，澆鑄成型；
[0008]步驟(3)冷卻，控制鑄件的冷卻速度為10?20°C/min，直至冷卻至1000°C，之后采用自然冷卻，在控制冷卻速度的階段，還采用溫度為1000 0C的氮氣吹送娃，娃的粒徑為78?89nm，硅相對于鐵水的質量比為0.03?0.06:1000。
[0009]優選的是，所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法中，所述步驟(I)中，活性炭的粒徑為45?52nm。
[0010]優選的是，所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法中，所述步驟(I)中，活性炭相對于鐵水的質量比為1.14:1000ο
[0011]優選的是，所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法中，所述步驟(I)中，預先將氮氣加熱至1100°c。
[0012]優選的是，所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法中，所述步驟(2)中，維持鐵水在1570°C，攪拌3h。
[0013]本發明所生產的鑄件的抗磨損性能優良，具有更高的硬度。
【具體實施方式】
[0014]下面對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0015]本發明提供一種改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法，包括:
[0016]步驟(I)將生鐵加熱至熔化狀態，成為鐵水，預先將氮氣加熱至1000?1200°C成為熱氮氣，隨著熱氮氣向鐵水中噴入活性炭，活性炭的粒徑為40?60nm，活性炭相對于鐵水的質量比為1.14?2.45:1000，噴完活性炭后，再用熱氮氣向鐵水中噴入硫和鐵，硫的粒徑為20?30nm，鐵的粒徑為15?18nm，硫相對于鐵水的質量比為0.34?0.78:1000，鐵相對于鐵水的質量比為0.67?0.77:1000 ；
[0017]步驟(2)維持鐵水在1560?1600 °C之間，攪拌I?4h，攪拌過程中還持續向鐵水送入溫度為1560?1600°C的熱氮氣，再靜置2min，澆鑄成型；
[0018]步驟(3)冷卻，控制鑄件的冷卻速度為10?20°C/min，直至冷卻至1000°C，之后采用自然冷卻，在控制冷卻速度的階段，還采用溫度為1000 0C的氮氣吹送娃，娃的粒徑為78?89nm，硅相對于鐵水的質量比為0.03?0.06:1000。
[0019]本發明通過熱氮氣向鐵水中噴入活性炭，活性炭顆粒的粒徑為40?60nm。活性炭與鐵水相互作用，使最終鑄件內部的組織結構更致密，表現為硬度更強，抗磨損性更好。添加完活性炭之后，再添加硫和鐵，且硫和鐵均以納米粒子的狀態存在，從而改善鑄件的組織結構。鐵可以促使活性炭和硫分散在鐵水內部。
[0020]為了使加入至鐵水中的各成分能夠均勻分散，還持續攪拌I?4h，并且還持續送入溫度與鐵水接近的熱氮氣。
[0021]本發明在澆鑄成型之后的冷卻階段，在冷卻至1000°C之前均采用控制冷卻速度的方式，在此階段，用氮氣來吹送硅，從而在鑄件內部的晶型結構的形成過程加以影響，進而改善最終鑄件的力學性能。
[0022]經過試驗，本發明制備的鑄件的伸長率可以達到19%，抗拉強度為560Mpa(試驗依照QT500-10標準實施)。
[0023]而且，在噴入活性炭時，采用溫度為1000?1200°C的熱氮氣進行吹送，保證活性炭與鐵水的溫度接近，以促使最終致密組織的形成。
[0024]優選的是，所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法中，所述步驟(I)中，活性炭的粒徑為45?52nm。
[0025]優選的是，所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法中，所述步驟(I)中，活性炭相對于鐵水的質量比為I.14:1000ο
[0026]優選的是，所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法中，所述步驟(I)中，預先將氮氣加熱至1100°C。
[0027]優選的是，所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法中，所述步驟(2)中，維持鐵水在1570°C，攪拌3h。
[0028]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節。
【主權項】
1.一種改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法，其特征在于，包括: 步驟(I)將生鐵加熱至熔化狀態，成為鐵水，預先將氮氣加熱至1000?1200°c成為熱氮氣，隨著熱氮氣向鐵水中噴入活性炭，活性炭的粒徑為40?60nm，活性炭相對于鐵水的質量比為1.14?2.45:1000，噴完活性炭后，再用熱氮氣向鐵水中噴入硫和鐵，硫的粒徑為20?30nm，鐵的粒徑為15?18nm，硫相對于鐵水的質量比為0.34?0.78:1000，鐵相對于鐵水的質量比為0.67?0.77:1000; 步驟(2)維持鐵水在1560?1600 0C之間，攪拌I?4h，攪拌過程中還持續向鐵水送入溫度為1560?1600°C的熱氮氣，再靜置2min，澆鑄成型； 步驟(3)冷卻，控制鑄件的冷卻速度為10?20°C/min，直至冷卻至1000°C，之后采用自然冷卻，在控制冷卻速度的階段，還采用溫度為1000°C的氮氣吹送硅，硅的粒徑為78?89nm，硅相對于鐵水的質量比為0.03?0.06:1000。2.如權利要求1所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，活性炭的粒徑為45?52nm。3.如權利要求1所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，活性炭相對于鐵水的質量比為I.14:1000ο4.如權利要求1所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，預先將氮氣加熱至1100°C。5.如權利要求1所述的改善生鐵鑄件的抗磨損性能的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，維持鐵水在1570 °C，攪拌3h。
【文檔編號】C21C7/00GK106011374SQ201610520309
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】農杰
【申請人】農杰