[发明专利]奥氏体气阀钢重熔保护渣及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保护渣及其制备方法，尤其是涉及一种奥氏体气阀钢重熔保护渣及其制备方法。

背景技术

随着社会尖端技术的快速发展，对新型功能材料和新型结构材料提出了更高的要求，而电渣重熔技术也得到了飞跃发展和应用。电渣冶金技术是一种金属或合金精炼提纯及凝固控制的复合技术，其产品具有纯净度高、成份均匀、力学性能和使用性能好、近终兴、过程可控等特点，因此在许多重要领域用于生产高端产品或关键部位。由于电渣重熔具有设备简单，易于操作，成本较低的优点，除去气不及真空电弧重熔外，在结晶组织、钢锭表面光洁度、脱硫及去除夹杂物能力方面均优于真空电弧重熔。因此，许多航天航空、军工、能源材料转向由电渣重熔生产。

随着我国汽车工业的蓬勃发展，内燃机机型和产量不断增加，随着汽车发动机高功率化所产生的排气温度上升，排气净化率标准提高以及汽车轻量化的需求，对材料耐蚀性、耐磨性、抗氧化性、高温性能和热强性等提出了苛刻的要求。气阀是发动机上重要的工作部件及易损件，其工作条件异常恶劣，要在高温、高压、腐蚀性燃气中经受频繁往复的高速运动和摩擦，冲击负荷大，因此要求有较高的高温性能、耐磨性能、耐腐性能等，其工作的好坏直接影响到发动机的工作性能，故制备气阀的材料要求也极为苛刻。奥氏体气阀钢是目前国内外用于制造汽车、摩托车发动机排气阀应用很广。但随着我国引进工业发达国家内燃机先进机型和技术，要求气阀钢具有更高的质量和性能，现有牌号奥氏体气阀钢根本无法满足引进机型的需要，因此研究开发重熔奥氏体气阀钢成为当务之急。

申请号为201110388235.9的发明专利涉及一种电渣重熔高温合金用渣系及其使用方法。渣料的重量配比为：CaF₂：45~50％，Al₂O₃：20~25％，CaO：17~22％，MgO：3~5％，TiO₂：3~6％，SiO₂：0.1~0.6％；其余为FeO、C与杂质；该发明制的渣料熔点较低，适合低熔点的高温合金冶炼。申请号为201310077925.1发明公开了一种含钛不锈钢电渣重熔保护渣，由下述重量份的原料制成：萤石 46.0~50.0份、氧化铝粉20.0~24.0份、白灰18.5~22.5份、电熔镁砂3.5~5.5份、钛白粉2.0~4.0份；其成分比例为：SiO₂ 0.0~0.6份，CaO 18.0~22.0份、Al₂O₃ 20.0~24.0份、MgO 4.2~5.8份、TiO₂ 2.0~4.0份、CaF₂ 45.0~51.0份、S＜0.03份、C＜0.03份。所述保护渣通过严格的质量控制标准造渣，确保其杂质含量低、纯度高、干燥无水份，在电渣重熔过程中能加强脱硫、脱氧。但是现有技术中缺少对原料的纯化和预处理工艺，对保护渣整体质量存在不利影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种奥氏体气阀钢重熔保护渣及其制备方法，有效提高了奥氏体气阀钢铸坯润滑性能，吸附钢水中夹杂物，进一步降低钢坯的杂质含量，提高钢水洁净度，技术上具有创新示范作用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种奥氏体气阀钢重熔保护渣，该保护渣包括如下矿物组分及其重量百分比为：氧化铝粉18~22%、钙粉18~22%、电熔镁粉0~2.0%、萤石56~60%、碳酸钡0.1~2%、氟碳铈矿0.1~2%，所述萤石为经过脱SiO₂处理的高品萤石。

优选的，该保护渣包括如下化学组分及其重量百分比为：CaF₂ 55.0~61.0%、CaO 18.0~22.0%、Al₂O₃ 18.0~22.0%、SiO₂ ≤0.6%、MgO 0~2.0%、BaO 0.1~1.0%、CeO₂ 0.1~1.0%，其余为杂质，杂质≤0.5%，杂质中，FeO≤0.12%、C≤0.022%、P≤0.0048%、S≤0.019%。

优选的，所述脱SiO₂处理为铁铝电极对萤石进行熔融后对萤石中SiO₂还原生成硅铝铁除去SiO₂。

优选的，所述保护渣的熔点为：1450℃±30℃；所述保护渣的粒度：0.5mm≤粒度≤15mm。

优选的，650℃时，所述保护渣的水分≤0.06wt%。