[发明专利]一种镍铝钼‑硅铁合金负载纳米铝‑硅氧化物的球磨铸铁用复合变质剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种球磨铸铁用变质剂，具体涉及一种镍铝钼-硅铁合金负载纳米铝-硅氧化物的球磨铸铁用复合变质剂及其制备方法。

背景技术

球磨铸铁是指通过添加具有球化和孕育功效的变质剂，得到的具有球状石墨的铸铁，这类铸铁的强度得到极大的提升，具有优良的综合性能，已成为仅次于灰铸铁的一类被广泛应用的铸铁。

球磨铸铁生产过程中使用的变质剂直接关系到产品的使用性能，目前最常用的变质剂为稀土镁、硅铁系列合金，这些变质剂虽然取得了相对较好的变质效果，但是仍然存在一些缺点，硅铁系列变质剂使用时熔化速度快，形核率低，球化率差，原料利用率低；而稀土材料也受到生产成本的制约；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。

发明内容

本发明的目的在于，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，达到改善球磨铸铁的球化效果，提高使用性能的目的，为了实现上述目的，本发明提供一种镍铝钼-硅铁合金负载纳米铝-硅氧化物的球磨铸铁用复合变质剂及其制备方法，采用的技术方案如下：

一种镍铝钼-硅铁合金负载纳米铝-硅氧化物的球磨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：纳米氧化铝2-3、氟硼酸钾1-2、镍粉2-3、铝粉1-2、钼粉1-2、氧化石墨烯0.2-0.4、纳米二氧化硅1-2、膨胀石墨粉3-5、独居石微粉1-2、硅含量为45%的硅铁粉4-5、硅酸镁铝0.3-0.4、浓度为5-10%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。

所述的一种镍铝钼-硅铁合金负载纳米铝-硅氧化物的球磨铸铁用复合变质剂的制备方法为：

（1）先将镍粉、铝粉、钼粉与硅铁粉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）将纳米氧化铝、纳米二氧化硅、氧化石墨烯与膨胀石墨粉混合，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1-2h后，所得浆料高速搅拌混合10-13h，得膨胀石墨负载纳米材料的复合浆料备用；

（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，本发明复合变质剂将以高热稳定、高比表面积的膨胀石墨粉负载的纳米氧化铝、纳米二氧化硅等复合粉体与镍钼硅铁合金粉相互粘结负载，制得一种性能稳定的变质剂，其中的纳米材料不易氧化变形，形核效果良好，而掺杂的复合硅铁合金粉不易烧蚀，形核率提高，石墨球化不易衰退；该变质剂促进了石墨化进程，改善结构组织，强度和耐磨性进一步得到提升，且较之传统变质剂使用更为方便快捷，降低了附加生产成本。

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：纳米氧化铝3、氟硼酸钾1、镍粉2、铝粉2、钼粉1、氧化石墨烯0.2、纳米二氧化硅2、膨胀石墨粉5、独居石微粉1、硅含量为45%的硅铁粉5、硅酸镁铝0.3、浓度为10%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。