一种镍铬合金孕育剂及其制备方法及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镍铬合金孕育剂及其制备方法，按重量百分比计，该镍铬合金孕育剂的配方包括：10～20％Ba、10～20％Ca、8～12％Cu、30～50％镧系料剂以及15～25％复合铁粉；其制备方法为，包括以下步骤：备料，按质量比例进行配比；熔料，将全部配料放入真空高频电磁震荡电弧炉内，加热熔炼，直至配料全部熔化；混合，将配料进行保温，保持高频电磁震荡，等待充分混合；成型，通过离心浇注浇入液氮冷却环境下的石英模具中，制备成呈块状配料；冷却，模具内的块状配料进行挤压定型，等待完全冷却，制备完成；本发明专利技术的孕育剂不仅具有优异的晶粒细化效果，同时使细化后的镍铬合金力学性能得到显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种镍铬合金孕育剂及其制备方法及其制备方法
本专利技术属于孕育剂
，具体涉及一种镍铬合金孕育剂，尤其还涉及一种镍铬合金孕育剂的制备方法。
技术介绍
铬合金具有高强度和抗腐蚀性，与铁和镍组成的合金俗称不锈钢，镍铬合金进行晶粒和组织细化处理是一种提高镍铬合金使用性能的极其有效的方法，具体细化处理的方法有添加孕育剂、急冷法、低温铸造法或熔液加压铸造法。其中研究较多的方法是添加孕育剂，这是向镍铬合金熔体中添加少量的孕育剂，形成大量弥散的、难熔的结晶核心，并使基体熔体在结晶时依核生长，从而获得晶粒细化和组织细化效果。镍铬合金的变质细化处理既可提高高铬铸铁合金的强度和韧性，又可增加其耐磨性，进而显著提高工程机械用镍铬合金耐磨件的使用寿命。市面上C、Zr镍铬合金较为常用的孕育剂，但是C、Zr复合添加时对Zr的含量精度要求很高，当Zr的含量及铸造工艺控等制不当时很容易引起Zr元素分布的不均匀而导致粗化和偏聚，对合金的性能产生不利的影响，呈现为粗大的树枝晶，割裂基体、产生应力集中，严重损害了合金的力学性能，限制了其广泛应用。，因此我们提出一种镍铬合金孕育剂及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种镍铬合金孕育剂及其制备方法及其制备方法，不仅具有优异的晶粒细化效果，同时使细化后的镍铬合金力学性能得到显著提高，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种镍铬合金孕育剂，按重量百分比计，该镍铬合金孕育剂的配方包括：10～20％Ba、10～20％Ca、8～12％Cu、30～50％镧系料剂以及15～25％复合铁粉；所述Ba粉粒度为5～10μm，所述Ca粉粒度为8～15μm，所述Cu粉粒度为10～20μm；所述镧系料剂包括10～20％La、20～30％Ce和50～70％Re，且La为10～20μm，Ce粉粒度为5～10μm，所述Re粉粒度为10～20μm；所述复合铁粉包括70～80％Si和20～30％Fe，所述Si粉粒度为5～10μm，所述Fe粉粒度为10～20μm。优选的，所述孕育剂还包括1～2％的Al和1～2％的Ti，所述Al粉粒度为5～10μm，所述Ti粉粒度为10～20μm。优选的，所述孕育剂用于浇注包内进行添加，添加量为浇注包铁水重量的0.2±0.05％，所述杂质的含量重量百分比低于0.02％。优选的，所述复合铁粉还包括1％的硅铁粉，所述硅铁粉的粉粒度为5～10μm，且硅铁粉的含Si量为30％。优选的，所述孕育剂设置为块状纳米晶结构，所述块状纳米晶的平均厚度为4～8mm，平均宽度为4～10mm，平均长度为10～20mm。一种镍铬合金孕育剂的制备方法，包括以下步骤：S1、备料，按质量比例进行配比，10～20％Ba、10～20％Ca、8～12％Cu、30～50％镧系料剂以及15～25％复合铁粉进行配料；S2、熔料，将S1准备好的全部配料放入真空高频电磁震荡电弧炉内，抽真空，通入氩气并设定氩气的气压0.06-0.08MPa，加热熔炼，直至配料全部熔化；S3、混合，将S2中完全融化的配料进行保温，保持高频电磁震荡，并添加1～2％的Al和1～2％的Ti，等待充分混合；S4、成型，当S3中配料保温到充分混合后，通过离心浇注浇入液氮冷却环境下的石英模具中，制备成呈块状配料；S5、冷却，将S4中模具内的块状配料进行挤压定型，等待完全冷却，制备完成。优选的，所述S1中，称取各原料，采用粉磨机进行粉碎，且各原料粉碎后平均粒径小于1mm。优选的，所述S2中，电弧炉内部的熔炼温度为1170-1330℃，原料熔炼的时间为20～30min。优选的，所述S3中，等待充分混合时间为5～10min，且在等待充分混合过程中不断进行搅拌。优选的，所述S5中，通过液压机或人工捶打对配料进行挤压定型，制得块状配料大小为平均厚度为4～8mm，平均宽度为4～10mm，平均长度为10～20mm。与现有技术相比，本专利技术的技术效果和优点：1、本专利技术的孕育剂存在Ca、Ba和Cu，不仅具有Ca、Ba复合添加时形成的异质形核粒子，同时还形成了大量尺寸更小，弥散度更高的异质形核粒子，进一步增加了异质形核核心的数量；核粒子共同作用实现了晶粒的进一步细化，使合金组织完全转变成细小且均匀的等轴晶、使镍铬合金的力学性能得到显著的提高；并且镧系料剂的添加显著改善了粒子在合金熔体中分布的均匀性，有效的避免了粒子的粗化和偏聚，从而保证了大量的粒子充当基体的有效形核质点；2、本专利技术方法克服了现有的制备中间合金晶粒细化剂的氧化物法、氟盐法和纯钛颗粒法等方法的工序繁杂、对设备要求苛刻及制备成本高的缺点，具有制备成本低，工艺简单，可以实现产业化生产的优点，且在变质过程中烧损小，稳定性好。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1按质量比例进行配比，10％Ba、10％Ca、8％Cu、10％La、15％Ce、35％Re、以及8％Si和4％Fe，进行配料；将准备好的全部配料放入真空高频电磁震荡电弧炉内，抽真空，通入氩气并设定氩气的气压0.06MPa，加热熔炼，直至配料全部熔化；将完全融化的配料进行保温，保持高频电磁震荡，并添加1％的Al和1％的Ti，等待充分混合；配料保温到充分混合后，通过离心浇注浇入液氮冷却环境下的石英模具中，制备成呈块状配料；将模具内的块状配料进行挤压定型，等待完全冷却，制备完成。实施例2按质量比例进行配比，20％Ba、20％Ca、12％Cu、5％La、10％Ce、20％Re、以及10％Si和3％Fe，进行配料；将准备好的全部配料放入真空高频电磁震荡电弧炉内，抽真空，通入氩气并设定氩气的气压0.08MPa，加热熔炼，直至配料全部熔化；将完全融化的配料进行保温，保持高频电磁震荡，并添加2％的Al和2％的Ti，等待充分混合；当配料保温到充分混合后，通过离心浇注浇入液氮冷却环境下的石英模具中，制备成呈块状配料；将模具内的块状配料进行挤压定型，等待完全冷却，制备完成。实施例3按质量比例进行配比，15％Ba、15％Ca、10％Cu、10％La、20％Ce、20％Re、以及8％Si和2％Fe，进行配料；将准备好的全部配料放入真空高频电磁震荡电弧炉内，抽真空，通入氩气并设定氩气的气压00.07MPa，加热熔炼，直至配料全部熔化；将完全融化的配料进行保温，保持高频电磁震荡，并添加1.5％的Al和1.5％的Ti，等待充分混合；当配料保温到充分混合后，通过离心浇注浇入液氮冷却环境下的石英模具中，制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍铬合金孕育剂，其特征在于：按重量百分比计，该镍铬合金孕育剂的配方包括：10～20％Ba、10～20％Ca、8～12％Cu、30～50％镧系料剂以及15～25％复合铁粉；所述Ba粉粒度为5～10μm，所述Ca粉粒度为8～15μm，所述Cu粉粒度为10～20μm；/n所述镧系料剂包括10～20％La、20～30％Ce和50～70％Re，且La为10～20μm，Ce粉粒度为5～10μm，所述Re粉粒度为10～20μm；/n所述复合铁粉包括70～80％Si和20～30％Fe，所述Si粉粒度为5～10μm，所述Fe粉粒度为10～20μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种镍铬合金孕育剂，其特征在于：按重量百分比计，该镍铬合金孕育剂的配方包括：10～20％Ba、10～20％Ca、8～12％Cu、30～50％镧系料剂以及15～25％复合铁粉；所述Ba粉粒度为5～10μm，所述Ca粉粒度为8～15μm，所述Cu粉粒度为10～20μm；
所述镧系料剂包括10～20％La、20～30％Ce和50～70％Re，且La为10～20μm，Ce粉粒度为5～10μm，所述Re粉粒度为10～20μm；
所述复合铁粉包括70～80％Si和20～30％Fe，所述Si粉粒度为5～10μm，所述Fe粉粒度为10～20μm。


2.根据权利要求1所述的一种镍铬合金孕育剂，其特征在于：所述孕育剂还包括1～2％的Al和1～2％的Ti，所述Al粉粒度为5～10μm，所述Ti粉粒度为10～20μm。


3.根据权利要求1所述的一种镍铬合金孕育剂，其特征在于：所述孕育剂用于浇注包内进行添加，添加量为浇注包铁水重量的0.2±0.05％，所述杂质的含量重量百分比低于0.02％。


4.根据权利要求1所述的一种镍铬合金孕育剂，其特征在于：所述复合铁粉还包括1％的硅铁粉，所述硅铁粉的粉粒度为5～10μm，且硅铁粉的含Si量为30％。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种镍铬合金孕育剂，其特征在于：所述孕育剂设置为块状纳米晶结构，所述块状纳米晶的平均厚度为4～8mm，平均宽度为4～10mm，平均长度为10～20mm。


6.一种权利要求1所述的镍铬合金孕育剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩岗，马银强，林治国，
申请(专利权)人：成都宏源铸造材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51