[发明专利]一种提高球墨铸铁在矿车轮上的应用性能的方法

说明书

本发明涉及新材料加工技术领域，公开了一种提高球墨铸铁在矿车轮上的应用性能的方法，通过对复合纳米微粒的研究，探索了球墨铸铁冶炼过程中对产品性能的影响，将制备得到的复合纳米微粒和孕育剂以及球化剂加入到浇包中，进一步将熔融的铁水浇入浇包内，制备得到高强度性能的球墨铸铁件，使得球墨铸铁性能得到综合提升，提高铸铁矿车轮的运行安全性和使用寿命；本发明能够显著提高球磨铸铁在矿车轮上的应用性能，解决球墨铸铁代替铸钢上存在的缺陷问题，提高了球墨铸铁的强度和韧性，化学和机械性能稳定，成型性能好，拓展了其应用场合，经济效益和安全效益较显著提高。

技术领域

本发明属于新材料加工技术领域，具体涉及一种提高球墨铸铁在矿车轮上的应用性能的方法。

背景技术

矿车为矿山中输送煤、矿石和废石等散状物料的窄轨铁路搬运车辆，一般须用机车或绞车牵引。矿车按结构和卸载方式不同分为:固定式矿车(材料车、平板车)、翻斗式矿车、单侧曲轨侧卸式矿车、底(侧)卸式矿车和梭式矿车共5大类。扩车轮作为矿车的主要部件，起到运转承重的作用。

目前，矿车轮普遍采用的加工材料为铸钢，其强度高于铸铁材料。然而铸钢件的吸振性、耐磨性和机动性不如铸铁件，而且，成本也比铸铁件高。因此，不断的有球磨铸铁材料在矿车轮上应用的尝试，现有的技术中通过添加合金元素（如铜、钼、镍等）来提高铸铁材料的性能，这在一定程度上提高了矿车轮的力学强度，但依然无法满足矿车载重的高负荷需求，合金的添加导致成本攀升。同时矿车运行中还要承受较大幅度的摆动、惯性作用等情况，铸铁材料在使用后不久，即发生严重的磨损，不仅造成大量的人力、物力、财力损失，还存在极大的安全隐患。因此，对于铸铁材料在矿车轮加工应用上必须要进一步提高其耐磨性，以保障使用安全性，这对于发挥铸铁材料的优势性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高球墨铸铁在矿车轮上的应用性能的方法，提高了球墨铸铁的强度和韧性，化学和机械性能稳定，成型性能好，拓展了其应用场合。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高球墨铸铁在矿车轮上的应用性能的方法，其优选方案为，将制备得到的复合纳米微粒和孕育剂以及球化剂加入到浇包中，进一步将熔融的铁水浇入浇包内，制备得到高强度性能的球墨铸铁件；

具体的，包括以下步骤：

复合纳米微粒的制备：称取3.85-3.90克硼化钛微粉置于烧杯中，向烧杯中加入60-70毫升乙醇，超声处理15-20分钟，然后加入1.70-1.76克制备得到的纳米氧化钇和0.8-1.0克六甲基二硅氮烷，继续超声处理40-50分钟，采用高速离心机以3000-3400转/分钟的转速离心，分离得到沉淀物，在70-90℃真空干燥箱中干燥5-7小时，得到干燥粉末置于研钵中，研磨混合均匀，放入烧结炉中，在氩气保护下，升温至780-800℃，保温煅烧1.5-2.0小时，自然冷却至室温得到复合纳米微粒。所述硼化钛微粉粒径大小在0.4-0.8微米之间。

所述纳米氧化钇粉末的制备方法为：称取9.3-9.5毫摩六水合氯化钇置于烧杯中，向烧杯中加入135-140毫升乙二醇、20-25毫升质量浓度为3.0-3.4%的油酸钠水溶液，持续搅拌30-40分钟，然后加入2.0-2.2克聚乙二醇，超声混合10-15分钟，转移至高压反应釜中，设定反应温度为185-190℃，反应时间为13-15小时，反应压力为1.28-1.30MPa，反应结束后，倒去上澄清液，依次使用去离子水和无水乙醇各离心洗涤3-5次，得到产物在60-70℃真空干燥箱中干燥6-8小时，制备得到纯度高、粒度分散均匀，颗粒大小在20-25纳米之间的纳米氧化钇粉末。