[发明专利]一种发泡制备泡沫钢的方法

权利要求书

1.一种发泡制备泡沫钢的方法，其特征在于，在熔炼后的钢水中，首先添加由纳米CaCO₃和铁粉组成的具有发泡作用的增粘剂，然后加入由氮化锰和氮化铬组成的复合发泡剂，真空下发泡，冷却后得到泡沫钢；具体包括如下步骤：

1)纳米CaCO₃和铁粉混合：纳米CaCO₃与铁粉按质量比1:(10～20)混合均匀，采用压力机在3～5MPa压力下冷压成10mm×10mm×50mm的料块，得到具有发泡作用的增粘剂；

2)氮化锰和氮化铬混合：将氮化锰和氮化铬按质量比1:(1～3)混合均匀，得到复合发泡剂；

3)熔炼钢水：采用真空感应炉，在非真空条件下对钢铁原料进行熔化，加热熔化后的钢水温度控制在1450～1550℃；

4)加入增粘剂和复合发泡剂：首先向钢水中加入增粘剂，增粘剂的加入量为钢水重量的0.06％～0.1％，增粘剂加入钢水前预热至420～460℃；纳米CaCO₃在钢水中快速分解生成纳米CaO，纳米CaO分散在钢水中起增加钢水粘度的作用，同时作为钢水凝固时的形核剂，并生成气体CO₂；加入增粘剂2min后向钢水中加入复合发泡剂，复合发泡剂的加入量为钢水重量的0.2％～0.4％；氮化锰和氮化铬在分解过程中先后生成氮气，CO₂和N₂均以气泡形式留存在钢水中；

5)真空冷却：加入复合发泡剂2min后真空感应炉抽真空，增加水冷，关闭电源，真空度1～5Pa下真空发泡形成泡沫钢熔体；泡沫钢熔体在真空条件下冷却凝固，得到泡沫钢。

2.根据权利要求1所述的一种发泡制备泡沫钢的方法，其特征在于，所述纳米CaCO₃中CaCO₃≥90％。

3.根据权利要求1所述的一种发泡制备泡沫钢的方法，其特征在于，所述铁粉中Fe≥99.9％，铁粉的粒度为100～400目。

4.根据权利要求1所述的一种发泡制备泡沫钢的方法，其特征在于，所述纳米CaCO₃与铁粉采用球磨机进行混匀，混合时间为2～5小时。

5.根据权利要求1所述的一种发泡制备泡沫钢的方法，其特征在于，所述氮化锰中氮含量为5％～8％，氮化锰的粒度为40～80微米。

6.根据权利要求1所述的一种发泡制备泡沫钢的方法，其特征在于，所述氮化铬中氮含量为7％～15％，氮化铬的粒度为40～80微米。

7.根据权利要求1所述的一种发泡制备泡沫钢的方法，其特征在于，所制备的泡沫钢孔径为0.6～1.2mm，孔隙率为75％～90％；密度为2.6～3.8g/cm³，产品性能：抗压屈服强度150～220MPa，50％压应变时能量吸收值90～140MJ/m³。