[发明专利]一种纳米变质耐磨球墨铸铁及其制备方法

权利要求书

1. 一种纳米变质耐磨球墨铸铁，其特征在于，所述的纳米变质耐磨球墨铸铁由以下质量份数物质构成：C：3.5-3.7%、Si：2.8-3.3%、Cu：0.5—1.3%、Ni：0.2—0.3%、W：0.1—0.8%、Mn：0.1—0.5%、Cr：0.2—0.3%、Zr：0.11—0.2%、Ce：0.05—0.1%、Hf：0.1—0.25%、Dy：0.03—0.08%、Sm：0.01—0.05%、Gd：0.01—0.05%、Lu：0.03—0.06%、S：<0.02%； P：0.15-0.4%；余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种纳米变质耐磨球墨铸铁，其特征在于，所述的C和Si中，一部分为C和Si单质微粉颗粒，另一部分为SiC单质微粉颗粒，其中所述的SiC单质微粉颗粒总量为C和Si单质微粉颗粒总量的20%—45%，所述的C和Si单质微粉颗粒和SiC单质微粉颗粒的颗粒直径均≤400nm。

3.根据权利要求1所述的一种纳米变质耐磨球墨铸铁，其特征在于，所述的Cu、Ni、W、Mn、C、Zr、S、P和Fe和部分的C和S均包含这生铁、废钢等铁合金中。

4.根据权利要求1所述的一种纳米变质耐磨球墨铸铁，其特征在于，所述的Ce、H、Dy、Sm、Gd和Lu均包含在稀土添加料中。

5.一种纳米变质耐磨球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述的纳米变质耐磨球墨铸铁的制备方法包括以下步骤：

第一步，原料熔炼，首先将包含Cu、Ni、W、Mn、C、Zr、S、P和Fe和部分的C和S的生铁、废钢等铁合金直接添加到熔炼炉内，并加热至1400℃—1600℃，直至熔炉内原料均呈熔融态并搅拌均匀后，从熔炉内却金属液样本进行成份缝分析，并根据成份分析结果对熔炉内金属液成份含量进行调整，直至达到要求后进行静置保温，且保温时间为10—30分钟；

第二步，变质调制，完成第一步作业后，对熔炉内熔融态金属液进行单向语速搅拌，搅拌速度为10—50分钟/转，并在转速稳定后通过氩气将C和Si单质微粉颗粒和SiC单质微粉颗粒吹送到熔炉内，并使C和Si单质微粉颗粒和SiC单质微粉颗粒与熔炉内的熔融态金属液充分搅拌均匀，然后保温静置5—20分钟；

第三步，调质浇铸，完成第二年步后，将包含Ce、H、Dy、Sm、Gd和Lu元素的稀土原料在1—3分钟时间内添加到熔融态金属液中搅拌均匀，将熔融态的金属液浇铸到成型模具中进行冷却成型；

第四步，改性热处理，在金属液浇铸到成型模具内并冷却至800℃—850℃时，通过加热设备在30—120分钟内将成型模具及成型模具内的金属加热至900℃—980℃并保温1—10小时，然后以20℃—50℃/小时速度匀速降温至180℃—300℃，然后再次通过加热设备在30—120分钟内将成型模具及成型模具内的金属加热至600℃—800℃并保温1—10小时，然后自然冷却至常温即可拆模得到成品球墨铸铁毛坯。

6.根据权利要求5所述的一种纳米变质耐磨球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的第一步中，在将铁合金加入到熔炉内后，由惰性气体将熔炉内空气排出，并使得熔炉内部环境自第一步至第三步结束均处于惰性气体保护中。

7.根据权利要求6所述的一种纳米变质耐磨球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的第一步通入到熔炉内的惰性气体与第二步输送C和Si单质微粉颗粒和SiC单质微粉颗粒的惰性气体相同。

8.根据权利要求5所述的一种纳米变质耐磨球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的第三步中，在进行浇铸前，首先将成型模具加热至750℃—850℃，然后保温1—3小时后方可进行浇铸作业。