本發(fā)明涉及一種球磨鑄鐵用變質劑，具體涉及一種鎳鋁鉬-硅鐵合金負載納米鋁-硅氧化物的球磨鑄鐵用復合變質劑及其制備方法。
背景技術：
：球磨鑄鐵是指通過添加具有球化和孕育功效的變質劑，得到的具有球狀石墨的鑄鐵，這類鑄鐵的強度得到極大的提升，具有優(yōu)良的綜合性能，已成為僅次于灰鑄鐵的一類被廣泛應用的鑄鐵。球磨鑄鐵生產過程中使用的變質劑直接關系到產品的使用性能，目前最常用的變質劑為稀土鎂、硅鐵系列合金，這些變質劑雖然取得了相對較好的變質效果，但是仍然存在一些缺點，硅鐵系列變質劑使用時熔化速度快，形核率低，球化率差，原料利用率低；而稀土材料也受到生產成本的制約；近年來還興起利用納米材料作為變質劑，可以大量的增加熔體內晶核數(shù)量，同時細化晶粒，提高組織的致密度，然而由于納米材料的結構特點，其在熔體中的分散性差，容易漂浮，需要輔助專門的噴射裝置，提高了生產成本。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于，制備一種由納米材料與合金元素混合負載的新型變質劑，減少貴重合金元素的使用量，同時簡單無損的改善納米材料在熔體中分散性，提高各原料的利用率，達到改善球磨鑄鐵的球化效果，提高使用性能的目的，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鎳鋁鉬-硅鐵合金負載納米鋁-硅氧化物的球磨鑄鐵用復合變質劑及其制備方法，采用的技術方案如下：一種鎳鋁鉬-硅鐵合金負載納米鋁-硅氧化物的球磨鑄鐵用復合變質劑及其制備方法，其特征在于，該變質劑由以下重量份的原料制成：納米氧化鋁2-3、氟硼酸鉀1-2、鎳粉2-3、鋁粉1-2、鉬粉1-2、氧化石墨烯0.2-0.4、納米二氧化硅1-2、膨脹石墨粉3-5、獨居石微粉1-2、硅含量為45%的硅鐵粉4-5、硅酸鎂鋁0.3-0.4、濃度為5-10%的乙醇水溶液20-25、助劑0.4-0.5。所述的助劑由以下重量份的原料制成：鉀長石2-3、鋰礦渣1-3、釔基稀土孕育劑2-3、磷酸硼0.5-0.8、納米碳纖維2-3、木質素磺酸鈉1-2、有機膨潤土2-3、水15-20，制備方法為：先將木質素磺酸鈉、有機膨潤土投水中，充分攪拌混合40-50min，制成活化液備用，隨后將鉀長石、鋰礦渣粉碎，過80-120目篩，篩下物投入活化液中研磨1-2h，得活化鉀長石-鋰礦渣均漿，最后再將其它剩余成分加入到活化均漿中，攪拌混合2-3h，即得摻雜納米碳纖維的復合增強孕育助劑。所述的一種鎳鋁鉬-硅鐵合金負載納米鋁-硅氧化物的球磨鑄鐵用復合變質劑的制備方法為：（1）先將鎳粉、鋁粉、鉬粉與硅鐵粉混合均勻后投入電爐中，熔融后澆注成型，隨后將所得合金破碎，過300-400目篩，得合金粉備用；（2）將納米氧化鋁、納米二氧化硅、氧化石墨烯與膨脹石墨粉混合，投入10-15重量份的乙醇水溶液中，攪拌混合均勻后將漿料進行密閉球磨處理，球磨1-2h后，所得漿料高速攪拌混合10-13h，得膨脹石墨負載納米材料的復合漿料備用；（3）將步驟（1）所得的合金微粉、步驟（2）所得漿料與其它剩余成分混合，在密閉環(huán)境中進行二次攪拌，將混合漿料高速攪拌混合15-18h后熱風干燥，完全除去水份，破碎成細粉狀，即得。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明復合變質劑將以高熱穩(wěn)定、高比表面積的膨脹石墨粉負載的納米氧化鋁、納米二氧化硅等復合粉體與鎳鉬硅鐵合金粉相互粘結負載，制得一種性能穩(wěn)定的變質劑，其中的納米材料不易氧化變形，形核效果良好，而摻雜的復合硅鐵合金粉不易燒蝕，形核率提高，石墨球化不易衰退；該變質劑促進了石墨化進程，改善結構組織，強度和耐磨性進一步得到提升，且較之傳統(tǒng)變質劑使用更為方便快捷，降低了附加生產成本。具體實施方式實施例本實施例變質劑由以下重量份原料制成：納米氧化鋁3、氟硼酸鉀1、鎳粉2、鋁粉2、鉬粉1、氧化石墨烯0.2、納米二氧化硅2、膨脹石墨粉5、獨居石微粉1、硅含量為45%的硅鐵粉5、硅酸鎂鋁0.3、濃度為10%的乙醇水溶液24、助劑0.5。所述的助劑由以下重量份的原料制成：鉀長石2、鋰礦渣2、釔基稀土孕育劑2.5、磷酸硼0.6、納米碳纖維3、木質素磺酸鈉1.8、有機膨潤土3、水18，制備方法為：先將木質素磺酸鈉、有機膨潤土投水中，充分攪拌混合45min，制成活化液備用，隨后將鉀長石、鋰礦渣粉碎，過100目篩，篩下物投入活化液中研磨1.5h，得活化鉀長石-鋰礦渣均漿，最后再將其它剩余成分加入到活化均漿中，攪拌混合2.5h，即得摻雜納米碳纖維的復合增強孕育助劑。所述的一種鎳鋁鉬-硅鐵合金負載納米鋁-硅氧化物的球磨鑄鐵用復合變質劑的制備方法為：（1）先將鎳粉、鋁粉、鉬粉與硅鐵粉混合均勻后投入電爐中，熔融后澆注成型，隨后將所得合金破碎，過400目篩，得合金粉備用；（2）將納米氧化鋁、納米二氧化硅、氧化石墨烯與膨脹石墨粉混合，投入14重量份的乙醇水溶液中，攪拌混合均勻后將漿料進行密閉球磨處理，球磨1.8h后，所得漿料高速攪拌混合12h，得膨脹石墨負載納米材料的復合漿料備用；（3）將步驟（1）所得的合金微粉、步驟（2）所得漿料與其它剩余成分混合，在密閉環(huán)境中進行二次攪拌，將混合漿料高速攪拌混合16h后熱風干燥，完全除去水份，破碎成細粉狀，即得。本實施例以qt400為例，使用方法為：在qt400制造過程中使用包底沖入法分別加入0.45wt%、0.60wt%、0.80wt%的變質劑，變質處理后的鑄液澆注出試樣，試樣尺寸均為φ30mm×300mm，且分別標記為1、2、3，這三種不同變質劑含量的試樣各自力學性能測試結果如下：編號123抗拉強度442mpa485mpa510mpa技術特征：技術總結本發(fā)明涉及一種球磨鑄鐵用變質劑，具體涉及一種鎳鋁鉬?硅鐵合金負載納米鋁?硅氧化物的球磨鑄鐵用復合變質劑及其制備方法，該變質劑由以下重量份的原料制成：納米氧化鋁2?3、氟硼酸鉀1?2、鎳粉2?3、鋁粉1?2、鉬粉1?2、氧化石墨烯0.2?0.4、納米二氧化硅1?2、膨脹石墨粉3?5、獨居石微粉1?2、硅含量為45%的硅鐵粉4?5、硅酸鎂鋁0.3?0.4、濃度為5?10%的乙醇水溶液20?25、助劑0.4?0.5；本發(fā)明將膨脹石墨粉負載的納米復合粉體與鎳鉬硅鐵合金粉相互粘結負載，制得一種性能穩(wěn)定的復合變質劑，該變質劑高溫穩(wěn)定，形核效果良好，石墨球化穩(wěn)定持久；該變質劑促進了石墨化進程，改善結構組織，強度和耐磨性進一步得到提升，且較之傳統(tǒng)變質劑使用更為方便快捷，降低了附加生產成本。技術研發(fā)人員：徐世云受保護的技術使用者：徐世云技術研發(fā)日：2016.12.14技術公布日：2017.08.15