本發(fā)明涉及一種灰鑄鐵用變質(zhì)劑，具體涉及一種鎳鈦鉻-硅鐵合金負(fù)載納米氧化鈦-氮化硅的灰鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：灰鑄鐵是指具有片狀石墨的鑄鐵，也是在工業(yè)生產(chǎn)中被應(yīng)用最廣的一類鑄鐵，其具有良好的鑄造性能，同時(shí)在減振、耐磨、切削加工以及缺口敏感性等方面表現(xiàn)優(yōu)異，但是由于灰鑄鐵中的片狀石墨對(duì)基體割裂嚴(yán)重，使其力學(xué)性能表現(xiàn)較差，提高灰鑄鐵的強(qiáng)度也是行業(yè)中急需解決的問(wèn)題。目前提高灰鑄鐵強(qiáng)度的主要方法是在熔煉過(guò)程中加入一定量的鉻、鉬、鎳、銅以及稀土等合金元素作為變質(zhì)劑，以細(xì)化晶核，增加晶核數(shù)量，從而提高組織強(qiáng)度，這種方法雖然能夠改善灰鑄鐵的強(qiáng)度，但是原料利用率低，生產(chǎn)成本高等因素的制約；近年來(lái)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(shí)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(diǎn)，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(shí)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(shí)簡(jiǎn)單無(wú)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)到改善灰鑄鐵力學(xué)性能的目的，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鎳鈦鉻-硅鐵合金負(fù)載納米氧化鈦-氮化硅的灰鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑及其制備方法，采用的技術(shù)方案如下：一種鎳鈦鉻-硅鐵合金負(fù)載納米氧化鈦-氮化硅的灰鑄鐵用復(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：鎳粉2-3、納米氮化硅2-3、納米氧化鈦1-2、鉻粉1-2、鈦鐵礦粉2-3、硅含量為45%的硅鐵粉4-6、膨脹石墨粉3-5、硅酸鎂鋁0.2-0.3、濃度為5-8%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(zhǎng)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(rùn)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(rùn)土投水中，充分?jǐn)嚢杌旌?0-50min，制成活化液備用，隨后將鉀長(zhǎng)石、鋰礦渣粉碎，過(guò)80-120目篩，篩下物投入活化液中研磨1-2h，得活化鉀長(zhǎng)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。所述的一種鎳鈦鉻-硅鐵合金負(fù)載納米氧化鈦-氮化硅的灰鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑的制備方法為：（1）先將鎳粉、鉻粉、鈦鐵礦粉、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(guò)300-400目篩，得合金粉備用；（2）將納米氮化硅、納米氧化鈦與膨脹石墨粉混合，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2-3h后，所得漿料高速攪拌混合12-15h，得膨脹石墨負(fù)載納米鈦-鐵氧化物漿料備用；（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)劑將以高熔點(diǎn)、高比表面積的膨脹石墨粉負(fù)載的納米氮化硅、納米氧化鈦粉體與鎳鈦鉻-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，其中的納米材料在鑄鐵熔液中具有良好的分散性和熱穩(wěn)定性，納米粉體彌散到熔液中能誘導(dǎo)晶核形成，形成高強(qiáng)度的晶體組織；該變質(zhì)劑加入鐵水中能快速熔入，促進(jìn)了石墨化過(guò)程，改變石墨形狀，細(xì)化鑄鐵結(jié)構(gòu)，成品的硬度、沖擊韌性均得到提升，且較之傳統(tǒng)變質(zhì)劑使用更為高效便捷，生產(chǎn)成本也得到降低。具體實(shí)施方式實(shí)施例本實(shí)施例變質(zhì)劑由以下重量份原料制成：鎳粉3、納米氮化硅3、納米氧化鈦2、鉻粉2、鈦鐵礦粉3、硅含量為45%的硅鐵粉5、膨脹石墨粉4、硅酸鎂鋁0.3、濃度為5%的乙醇水溶液22、助劑0.5。所述的助劑由以下重量份的原料制成：鉀長(zhǎng)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(rùn)土3、水18，制備方法為：先將木質(zhì)素磺酸鈉、有機(jī)膨潤(rùn)土投水中，充分?jǐn)嚢杌旌?5min，制成活化液備用，隨后將鉀長(zhǎng)石、鋰礦渣粉碎，過(guò)100目篩，篩下物投入活化液中研磨1.5h，得活化鉀長(zhǎng)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。所述的一種鎳鈦鉻-硅鐵合金負(fù)載納米氧化鈦-氮化硅的灰鑄鐵用復(fù)合變質(zhì)劑的制備方法為：（1）先將鎳粉、鉻粉、鈦鐵礦粉、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(guò)300目篩，得合金粉備用；（2）將納米氮化硅、納米氧化鈦與膨脹石墨粉混合，投入14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3h后，所得漿料高速攪拌混合14h，得膨脹石墨負(fù)載納米鈦-鐵氧化物漿料備用；（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18h后熱風(fēng)干燥，完全除去水份，破碎成細(xì)粉狀，即得。本實(shí)施例以HT200為例，使用方法為：在HT200制造過(guò)程中使用包底沖入法分別加入0.55wt%、0.65wt%、0.85wt%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(cè)試結(jié)果如下：編號(hào)123抗拉強(qiáng)度245MPa278MPa308MPa當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3