一种铝锑铜‑硅铁合金负载纳米氧化镁‑氮化硼的灰铸铁用复合变质剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种灰铸铁用变质剂，具体涉及一种铝锑铜‑硅铁合金负载纳米氧化镁‑氮化硼的灰铸铁用复合变质剂及其制备方法，该变质剂由以下重量份的原料制成：纳米氧化镁1‑2、纳米氮化硼2‑3、铝粉1‑3、锑粉0.8‑1、膨胀石墨粉3‑5、铜粉3‑4、硅含量为45%的硅铁粉4‑6、硅酸镁铝0.2‑0.3、浓度为5‑8%的乙醇水溶液20‑25、助剂0.4‑0.5；本发明专利技术将膨胀石墨粉负载的纳米粉体与锰钼铜‑硅铁合金粉相互粘结负载，制得一种性能稳定的复合变质剂，有促晶核生成、细化晶核的功效，复合合金粉能优化基体组织，细化石墨体，增加强度；该变质剂加入铁水中能快速熔入，促进了石墨化进程，有效改善灰铸铁的综合力学性质，且较之传统变质剂使用更为便捷，生产成本也得到降低。

Composite modifying agent and method for an aluminum copper antimony ferrosilicon alloy nanoparticles supported Magnesium Oxide boron nitride preparation method of gray cast iron

The invention relates to a gray cast iron modifier, in particular to a composite modifier and preparation of aluminum copper antimony ferrosilicon alloy nanoparticles supported Magnesium Oxide boron nitride gray cast iron preparation method, the modifier consists of the following parts by weight of raw materials: Magnesium Oxide 2, 1 nano nano boron nitride, aluminum 2 3 1 3, 1, 0.8 antimony powder graphite powder 3 5, 4, 3 copper powder and silicon content is 45% of the 4 ferrosilicon powder 6, 0.3, 0.2 veegum concentration ethanol aqueous solution 5 8% 20 25, 0.4 0.5 additives; the expansion of nano powder and Mn Mo Cu ferrosilicon alloy powder graphite powder load bonding load, prepared composite modifier a stable performance, have the effect of promoting nucleus formation and refinement of crystal nucleus, composite alloy powder can improve the microstructure, fine graphite body, increase the strength; the modifier can quickly in hot metal The melting process promotes the graphitization process and effectively improves the comprehensive mechanical properties of grey cast iron, which is more convenient than the traditional modifier, and the production cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种铝锑铜-硅铁合金负载纳米氧化镁-氮化硼的灰铸铁用复合变质剂及其制备方法
本专利技术涉及一种灰铸铁用变质剂，具体涉及一种铝锑铜-硅铁合金负载纳米氧化镁-氮化硼的灰铸铁用复合变质剂及其制备方法。
技术介绍
灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，也是在工业生产中被应用最广的一类铸铁，其具有良好的铸造性能，同时在减振、耐磨、切削加工以及缺口敏感性等方面表现优异，但是由于灰铸铁中的片状石墨对基体割裂严重，使其力学性能表现较差，提高灰铸铁的强度也是行业中急需解决的问题。目前提高灰铸铁强度的主要方法是在熔炼过程中加入一定量的铬、钼、镍、铜以及稀土等合金元素作为变质剂，以细化晶核，增加晶核数量，从而提高组织强度，这种方法虽然能够改善灰铸铁的强度，但是原料利用率低，生产成本高等因素的制约；近年来还兴起利用纳米材料作为变质剂，可以大量的增加熔体内晶核数量，同时细化晶粒，提高组织的致密度，然而由于纳米材料的结构特点，其在熔体中的分散性差，容易漂浮，需要辅助专门的喷射装置，提高了生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，制备一种由纳米材料与合金元素混合负载的新型变质剂，减少贵重合金元素的使用量，同时简单无损的改善纳米材料在熔体中分散性，提高各原料的利用率，达到改善灰铸铁力学性能的目的，为了实现上述目的，本专利技术提供一种铝锑铜-硅铁合金负载纳米氧化镁-氮化硼的灰铸铁用复合变质剂及其制备方法，采用的技术方案如下：一种铝锑铜-硅铁合金负载纳米氧化镁-氮化硼的灰铸铁用复合变质剂及其制备方法，其特征在于，该变质剂由以下重量份的原料制成：纳米氧化镁1-2、纳米氮化硼2-3、铝粉1-3、锑粉0.8-1、膨胀石墨粉3-5、铜粉3-4、硅含量为45%的硅铁粉4-6、硅酸镁铝0.2-0.3、浓度为5-8%的乙醇水溶液20-25、助剂0.4-0.5。所述的助剂由以下重量份的原料制成：钾长石2-3、锂矿渣1-3、钇基稀土孕育剂2-3、磷酸硼0.5-0.8、纳米碳纤维2-3、木质素磺酸钠1-2、有机膨润土2-3、水15-20，制备方法为：先将木质素磺酸钠、有机膨润土投水中，充分搅拌混合40-50min，制成活化液备用，随后将钾长石、锂矿渣粉碎，过80-120目筛，筛下物投入活化液中研磨1-2h，得活化钾长石-锂矿渣均浆，最后再将其它剩余成分加入到活化均浆中，搅拌混合2-3h，即得掺杂纳米碳纤维的复合增强孕育助剂。所述的一种铝锑铜-硅铁合金负载纳米氧化镁-氮化硼的灰铸铁用复合变质剂的制备方法为：（1）先将铝粉、铜粉、锑粉、硅铁混合均匀后投入电炉中，熔融后浇注成型，随后将所得合金破碎，过300-400目筛，得合金粉备用；（2）将纳米氧化镁、纳米氮化硼与膨胀石墨粉混合，投入10-15重量份的乙醇水溶液中，搅拌混合均匀后将浆料进行密闭球磨处理，球磨2-3h后，所得浆料高速搅拌混合12-15h，得膨胀石墨负载纳米氧化镁-氮化硼的复合浆料备用；（3）将步骤（1）所得的合金微粉、步骤（2）所得浆料与其它剩余成分混合，在密闭环境中进行二次搅拌，将混合浆料高速搅拌混合15-18h后热风干燥，完全除去水份，破碎成细粉状，即得。与现有技术相比，本专利技术复合变质剂将以高熔点、高比表面积的膨胀石墨粉负载的纳米氧化镁、纳米氮化硼粉体与锰钼铜-硅铁合金粉相互粘结负载，制得一种性能稳定的变质剂，其中的纳米材料熔点高不易被烧蚀，在铸铁熔液中具有良好的分散性，达到高效稳定的促晶核、细化晶核的功效，铝锑铜-硅铁复合合金粉能优化基体组织，细化石墨体，增加强度；该变质剂加入铁水中能快速熔入，促进了石墨化进程，有效改善灰铸铁的综合力学性质，且较之传统变质剂使用更为便捷，生产成本也得到降低。具体实施方式实施例本实施例变质剂由以下重量份原料制成：纳米氧化镁2、纳米氮化硼3、铝粉2、锑粉0.8、膨胀石墨粉5、铜粉4、硅含量为45%的硅铁粉5、硅酸镁铝0.3、浓度为8%的乙醇水溶液24、助剂0.5。所述的助剂由以下重量份的原料制成：钾长石2、锂矿渣2、钇基稀土孕育剂2.5、磷酸硼0.6、纳米碳纤维3、木质素磺酸钠1.8、有机膨润土3、水18，制备方法为：先将木质素磺酸钠、有机膨润土投水中，充分搅拌混合45min，制成活化液备用，随后将钾长石、锂矿渣粉碎，过100目筛，筛下物投入活化液中研磨1.5h，得活化钾长石-锂矿渣均浆，最后再将其它剩余成分加入到活化均浆中，搅拌混合2.5h，即得掺杂纳米碳纤维的复合增强孕育助剂。所述的一种铝锑铜-硅铁合金负载纳米氧化镁-氮化硼的灰铸铁用复合变质剂的制备方法为：（1）先将铝粉、铜粉、锑粉、硅铁混合均匀后投入电炉中，熔融后浇注成型，随后将所得合金破碎，过400目筛，得合金粉备用；（2）将纳米氧化镁、纳米氮化硼与膨胀石墨粉混合，投入12重量份的乙醇水溶液中，搅拌混合均匀后将浆料进行密闭球磨处理，球磨3h后，所得浆料高速搅拌混合14h，得膨胀石墨负载纳米氧化镁-氮化硼的复合浆料备用；（3）将步骤（1）所得的合金微粉、步骤（2）所得浆料与其它剩余成分混合，在密闭环境中进行二次搅拌，将混合浆料高速搅拌混合18h后热风干燥，完全除去水份，破碎成细粉状，即得。本实施例以HT200为例，使用方法为：在HT200制造过程中使用包底冲入法分别加入0.45wt%、0.60wt%、0.80wt%的变质剂，变质处理后的铸液浇注出试样，试样尺寸均为Φ30mm×300mm，且分别标记为1、2、3，这三种不同变质剂含量的试样各自力学性能测试结果如下：编号123抗拉强度248MPa280MPa323MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝锑铜‑硅铁合金负载纳米氧化镁‑氮化硼的灰铸铁用复合变质剂及其制备方法，其特征在于，该变质剂由以下重量份的原料制成：纳米氧化镁1‑2、纳米氮化硼2‑3、铝粉1‑3、锑粉0.8‑1、膨胀石墨粉3‑5、铜粉3‑4、硅含量为45%的硅铁粉4‑6、硅酸镁铝0.2‑0.3、浓度为5‑8%的乙醇水溶液20‑25、助剂0.4‑0.5；所述的助剂由以下重量份的原料制成：钾长石2‑3、锂矿渣1‑3、钇基稀土孕育剂2‑3、磷酸硼0.5‑0.8、纳米碳纤维2‑3、木质素磺酸钠1‑2、有机膨润土2‑3、水15‑20，制备方法为：先将木质素磺酸钠、有机膨润土投水中，充分搅拌混合40‑50min，制成活化液备用，随后将钾长石、锂矿渣粉碎，过80‑120目筛，筛下物投入活化液中研磨1‑2h，得活化钾长石‑锂矿渣均浆，最后再将其它剩余成分加入到活化均浆中，搅拌混合2‑3h，即得掺杂纳米碳纤维的复合增强孕育助剂。

【技术特征摘要】
1.一种铝锑铜-硅铁合金负载纳米氧化镁-氮化硼的灰铸铁用复合变质剂及其制备方法，其特征在于，该变质剂由以下重量份的原料制成：纳米氧化镁1-2、纳米氮化硼2-3、铝粉1-3、锑粉0.8-1、膨胀石墨粉3-5、铜粉3-4、硅含量为45%的硅铁粉4-6、硅酸镁铝0.2-0.3、浓度为5-8%的乙醇水溶液20-25、助剂0.4-0.5；所述的助剂由以下重量份的原料制成：钾长石2-3、锂矿渣1-3、钇基稀土孕育剂2-3、磷酸硼0.5-0.8、纳米碳纤维2-3、木质素磺酸钠1-2、有机膨润土2-3、水15-20，制备方法为：先将木质素磺酸钠、有机膨润土投水中，充分搅拌混合40-50min，制成活化液备用，随后将钾长石、锂矿渣粉碎，过80-120目筛，筛下物投入活化液中研磨1-2h，得活化钾长石-锂矿渣均浆，最后再将其它...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐世云，
申请(专利权)人：徐世云，
类型：发明
国别省市：安徽,34