[发明专利]钢液分散离心盘制备方法

说明书

技术领域

本发明提供一种钢液分散离心盘制备方法，属于材料加工工程技术领域。

背景技术

钢丸主要用于钢铁工件涂装前的去氧化皮和除锈处理，涉及航空、汽车、造船等众多领域。最常用的钢丸生产方法是喷射法和离心法。喷射法是使金属液流在高压水流作用下破碎成液滴成型；离心法是将液态金属浇注在告诉旋转的离心盘上，在离心力的作用下破碎成液滴成型。与喷射法相比，由于离心法成丸时金属液分散过程中不与水接触，钢丸的粒度分布、空心率、圆整度、铸态及热处理态显微组织和性能等主要指标得到明显的提高。因此，对于质量要求较高的钢丸，一般采用离心法进行生产。

离心法生产钢丸时，熔炼设备的熔化能力直接决定了钢丸产量。目前，绝大多数国内企业采用感应电炉，其熔化能力在300～800kg。如果能够提高设备的熔炼能力(达10吨或更高)，可显著提高钢丸产量，进而提高企业的经济效益。此时，分散离心盘的使用寿命成为生产过程的关键因素。金属液浇注过程中，离心盘在承受高温的同时还要承受热冲击，服役过程中极易产生裂纹，进而导致开裂、破碎。采用传统耐火材料制成的离心盘，其连续使用寿命很难超过10min，而熔炼能力为7吨的电炉，每炉钢水的浇注时间大约为15min，由于离心盘的使用寿命问题导致钢水浇注过程的中断，会产生极大的浪费。因此，离心盘使用寿命的提高成为钢丸产量提升的瓶颈。国外部分企业使用高纯氧化锆作为转盘的主体材质，可使离心盘使用寿命累计达到50min，但其高昂的成本(为普通耐火材料离心盘的20倍以上)，使得诸多企业望而却步。

因此，在该领域中，寻求一种成本相对低廉、又能满足连续使用寿命要求的离心盘生产技术是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能解决上述问题、成本低廉、又能满足连续使用寿命要求的钢液分散离心盘制备方法。其技术方案为：

一种钢液分散离心盘制备方法，其特征在于采用以下步骤：1)备料，按照Al₂O₃超微粉4～5％、粘结剂6～7％、锆砂8～10％、硅砂7～8％、其余为白刚玉的重量百分比备料；2)依照步骤1)中所述比例将Al₂O₃超微粉、锆砂和硅砂进行预混合；3)将白刚玉放入搅拌机内，再以喷洒方式加入全部粘结剂重量的70％，搅拌一段时间后以喷洒方式加入步骤2)获得的预混粉料和剩余的粘结剂，充分混合制得泥料；4)利用模具压制泥料，制得分散离心盘泥模；5)对分散离心盘泥模进行干燥和烧结，即得钢液分散离心盘。

所述的钢液分散离心盘制备方法，步骤1)中，白刚玉中Al₂O₃的重量百分比不小于98.5％，Na₂O不大于0.7％，白刚玉颗粒100％通过6号筛，至少有80％的白刚玉颗粒通过8号筛，不通过10号筛的颗粒重量不少于45％，不通过12号筛的颗粒重量不少于70％，通过14号筛的颗粒重量最多为3％。

所述的钢液分散离心盘制备方法，步骤1)中，Al₂O₃超微粉的最大颗粒度小于1μm；粘结剂采用重量百分比浓度为30～40％的磷酸铝水溶液；锆砂中ZrO₂与HfO₂的重量百分比之和大于65.00％，SiO₂的重量百分比小于33.00％，粒度分布满足0.053mm～0.106mm颗粒的重量百分比含量大于75％，峰值质量分数大于30％；硅砂成分满足SiO₂重量百分比含量大于96％，含泥量的重量百分比小于0.5％，最大颗粒度小于0.1mm。

所述的钢液分散离心盘制备方法，在步骤3)中，将白刚玉放入搅拌机内，分3～4次以喷洒方式加入粘结剂，加入的粘结剂重量约占粘结剂总重量的70％，混合3min左右采用淋洒方式再加入预混好的粉料和剩余的粘结剂，混合20～25min后制得泥料。

所述的钢液分散离心盘制备方法，步骤4)中，泥模的成型压力控制在100～120MPa，保压时间为3～5min。

所述的钢液分散离心盘制备方法，步骤5)中，将步骤4)制得的泥模在60～70℃条件下干燥12～14小时，随后在90～120℃条件下继续干燥48～50小时，最后将干燥后的泥模放入烧结炉在1680～1750℃条件下烧结10～12小时，并随炉冷却，即得钢液分散离心盘。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：