钇基稀土硅钙铁合金及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种采用钇基重稀土混合稀土精矿或稀土分离企业生产的高钇稀土富集物或氧化钇为原料，用铝、硅铁、硅钙、碳质、碳化钙全部或一种或几种作还原剂利用三相交流电弧炉、直流电弧炉、低频电弧炉、感应电炉设备冶炼并复合其它元素的用作钢、铁变质剂或用于配制球化剂、孕育剂、蠕化剂、合金钢变质剂、合金铸铁变质剂的系列钇基稀土硅钙铁合金。该系列钇基稀土硅铁合金的化学成分为（重量％）：ＲＥ５－６０％（其中Ｙ／ＲＥ：２５－９９．９％，Ｌａ／ＲＥ：０－５０％，Ｃｅ／ＲＥ：０－５０％，Ｐｒ／ＲＥ：０－５０％，Ｎｄ／ＲＥ：０－５０％，Ｓｍ／ＲＥ：０－５０％，Ｅｕ／ＲＥ：０－０．５％，Ｇｄ／ＲＥ：０－５０％，Ｄｙ／ＲＥ：０－９％，Ｔｂ／ＲＥ：０－２％，Ｈｏ／ＲＥ：０－５％，Ｅｙ／ＲＥ：０－８％，Ｔｍ／ＲＥ：０－２％，Ｙｂ／ＲＥ：０－８％，Ｌｕ／ＲＥ：０－２％），Ｃａ０．５－１５％，Ｂａ０－１５％，Ｓｒ０－１０％，Ｓｉ５－５５％，Ａｌ０－３０％，Ｍｇ０－８％，Ｎｂ０－１０％，Ｂ０－５％，Ｔｉ０－１５％，Ｖ０－１５％，Ｚｒ０－１５％，其余为铁及少量杂质元素。其形状为不规则颗粒状或制成包芯线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁合金冶炼领域及铁水、钢水精炼变质领域，尤其是一种钇基稀土硅钙铁合金及其制备方法和用途。
技术介绍
现有的稀土硅铁合金都是以镧、铈为基的轻稀土硅铁合金。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种钇基稀土硅钙铁合金及其制备方法和用途。本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金组份为(重量％)RE 5-60％、Ca 0.5-15％、Ba 0-15％、Sr 0-10％、Si 5-55％、Al 0-30％、Mg 0-5％、Nb 0-10、B 0-5、Ti0-15、V 0-15、Zr 0-15，其余为铁及少量杂质元素，其中RE的组份为(重量％)Y 25-99.9％、La 0-50％、Ce 0-50％、Pr 0-50％、Nd 0-50％、Sm 0-50％、Eu 0-0.5％、Gd 0-50％、Dy 0-0.5％、Tb 0-0.5％、Ho 0-5％、Ey 0-8％、Tm 0-2％、Yb 0-8％、Lu 0-2％。本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金为不规则颗粒状，粒度直径范围为0.1-100mm。本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金制备方法是以钇基重稀土混合稀土精矿或稀土分离企业生产的高钇稀土富集物或氧化钇为原料，以铝、硅铁、硅钙、碳质、碳化钙全部或其中一种或多种组合作为还原剂，通过三相交流电弧炉或直流电弧炉或低频电弧炉或感应电炉冶炼并复合其它元素而成。本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金可用于钢、铁作精炼变质剂，用于配制球化剂、孕育剂、蠕化剂、合金钢精炼变质剂、合金铸铁变质剂。本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金还可制成包芯线，该包芯线包括包皮和芯部，包皮为0.3-0.5mm厚的带钢，芯部为颗粒直径小于3mm的钇基稀土硅钙铁合金，包芯线直径范围为8-20mm。本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金用于制作球化剂钇基稀土硅钙铁合金和镁、硅铁、铁等原料在感应电炉中熔配成钇基稀土镁球化剂，用于生产大断面球铁可有效解决球铁生产过程中球化衰退、石墨畸变问题，提高大断面球铁的本体性能，保证球铁性能表里基本一致。本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金用于合金钢a、重稀土钇和轻稀土铈、镧都具有较强的脱氧脱硫能力，其反应产物都是硫氧化物，但是，前者是以YOS复合夹杂物为主，其密度约为4.25，而后者是以Ce(La)OS为主，其密度约为6.0，根据Stock公式，YOS复合夹杂物在钢中上浮速度将比Ce(La)OS复合夹杂物增加一倍，所以经重稀土钇处理的钢液易于净化，与轻稀土处理的钢液相比可以有效地减少夹杂物的含量，改善夹杂物的分布形态，缩小夹杂物的尺寸，夹杂物形状得到细化和球化，从而减轻或消除其有害作用，钢的低倍组织得到明显改善，有效避免低倍断面夹杂现象，明显提高钢的韧性、塑性，改善钢的各向异性，提高钢的疲劳性能；b、提高钢的抗氧化性能，增加氧化膜的致密度、粘着力及钢的高温强度，提高钢的耐热性。在晶界与低熔点有害元素交互作用，抑制它们在晶界的偏聚，净化和强化晶界，提高钢的耐蚀性能；c、用于高速钢、模具钢等可改善减少碳化物，减缓和抑制碳化物的聚集粗化现象，改善碳化物的形态和分布，使碳化物呈佃小均匀分布并呈弥散分布的孤立状，提高钢的热硬性、耐用性、热塑性、韧性、耐热疲劳性。d、由于钇基稀土硅钙铁合金在钢中能明显提高塑性、韧性、耐热、耐蚀性，因而在钢中可代替部份镍或钼，节约贵重金属元素，产生较好的经济效益。本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金用于抗磨合金铸铁变质剂a、净化铁液，细化基体晶粒，提高晶界的结合强度，提高材料的耐磨性；b、改变碳化物的形态、大小、分布，使碳化物呈不连续状或团球状，从而提高材料的耐磨性和冲击韧性；c、有效细化均化碳化物，强化基体，促使C曲线右移，从而提高淬透性，因此能减少或不添加钼和铜，而耐磨性等力学性能达到或高于同牌号的加钼加铜产品的性能，从而降低制造成本。具体实施例方式实施例一一种钇基稀土硅钙铁合金制备方法1、冶炼设备0.5T650KVA三相电弧炉，炉衬材料为碳素材料，模具为铁模或碳素材料。2、原料规格(重量％)及配比高钇稀土富集物 稀土总量＞92％ Y/RE＞80％ 80kg硅铁 Si＞75％ 粒径＜30mm 100kg铝粉 粒径＜2mmAl＞98％ 20kg石灰 CaO＞85％ 20kg 莹石 CaF2＞75％ 10kg电石 CaC2＞90％ 10kg硅钙 Ca＞30％ Si＞55％ 10kg电极沫 5kg生铁 40kg3、冶炼工艺将各种原料混和均匀加入电弧炉中通电起弧或通电起弧后加入混和均匀的炉料，控制还原温度大于1800度，冶炼时间大于1小时，还原完毕后出炉浇入模具，冷却后起模。4、合金出炉数量为250kg。5、合金化学成份(重量％)RE25(Y/RE＞80％) Si36-44 Ca3-8 Al 1-10 其余为铁。实施例二用钇基稀土硅钙铁合金制取钇基重稀土镁复合球化剂。1、冶炼设备250kg200KW中频感应电炉2、原料化学成份(重量％)及配比钇基稀土硅钙RE25％(Y/RE＞50％)Ca5.0％Si45％16kg硅钙 Ca30％Si55％ 5.33kg硅钡 Ca28％Si55％ 5.71kg镁锭 Mg＞99％ 8.0kg硅铁 Si＞75％Al＜1.5％ 29.24kg生铁 Fe＞99％ 15.72kg3、熔炼工艺将上述炉料加入中频感应电炉通电熔化，25分钟后搅拌出炉，浇入铁模，冷却后起模。4、合金出炉数量为78kg，破碎至合格粒度。5、冶炼出的钇基重稀土镁复合球化剂化学成份(重量％)。RE5％(Y/RE＞50％) Ca3.0％ Ba1.0％ Si44％ Mg7.8％ 余为铁。实施例三将本专利技术的钇基稀土硅钙铁合金用于熔炼W12Mo2Cr4V高速钢。1、钇基稀土硅钙铁合金化学成份 RE25％(Y/RE＞80) Ca5.0％ Ba6.0％ Al6.0％ Mg4.5％ Si30％ 余为铁。2、钇基稀土硅钙铁合金加入量0.3％，加入钢包底部，冲入钢水。3、W12Mo2Cr4V高速钢化学成份(重量％) 4、力学性能(淬火温度1240℃、回火温度560℃)(1)常温硬度HRC 68.5 红硬性(625℃)HRC63.8 高温硬度(600℃)HV(MPa)4756(2)冲击韧性αK19.6-31.3×104J/m25、钢的组织(1)晶粒度粒细小、均匀，在正常淬火温度下，晶粒度为10-11级。(2)低倍组织一般疏松、中心疏松和偏析的级别均在0.5-1.0级。实施例四一种钇基稀土硅钙铁包芯线。1、芯剂为钇基稀土硅钙铁合金，化学成份(％)为RE15 Ca8 Ba8 Mg4.5Si30颗粒粒径小于3mm。2、采用0.4mm的钢带在包芯线机上将芯剂包成直径为13mm的钇基稀土硅钙铁包芯线。3、用途采用喂丝机将钇基稀土硅钙铁包芯线喂入钢包，用于合金钢作精炼变质剂用或用于合金铸铁作变质剂用。大幅度提高合金钢或合金铸铁的综合性能。权利要求1.一种钇基稀土硅钙铁合金，其特征在于其组份为(重量％)RE 5-60％、Ca 0.5-15％、Ba 0-15％、Sr 0-10％、Si 5-55％、Al 0-30％、Mg 0-5％、Nb 0-10、B 0-5、Ti 0-15、V 0-15、Zr 0-15，其余为铁及少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钇基稀土硅钙铁合金，其特征在于：其组份为（重量％）：ＲＥ５－６０％、Ｃａ０．５－１５％、Ｂａ０－１５％、Ｓｒ０－１０％、Ｓｉ５－５５％、Ａｌ０－３０％、Ｍｇ０－５％、Ｎｂ０－１０、Ｂ０－５、Ｔｉ０－１５、Ｖ０－１５、Ｚｒ０－１５，其余为铁及少量杂质元素，其中ＲＥ的组份为（重量％）：Ｙ２５－９９．９％、Ｌａ０－５０％、Ｃｅ０－５０％、Ｐｒ０－５０％、Ｎｄ０－５０％、Ｓｍ０－５０％、Ｅｕ０－０．５％、Ｇｄ０－５０％、Ｄｙ０－０．５％、Ｔｂ０－０．５％、Ｈｏ０－５％、Ｅｙ０－８％、Ｔｍ０－２％、Ｙｂ０－８％、Ｌｕ０－２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨清，
申请(专利权)人：龙南县龙钇重稀土材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]