[发明专利]一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法

说明书

本发明公开了一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法，所述铝硅锰铁合金中各化学成分的质量百分含量为：Mn 49‑51％，Al 19‑21％，Si 17‑20％，Fe 5‑14％，余量为碳等杂质元素。合金制备过程包括以下步骤：(1)按设计组分称取各原料。(2)按照设计顺序加入各原料熔炼。(3)在所有原料融化时，关闭感应炉电源，同时将连接电脉冲电源的两根纯铁电极插入高温熔池，向熔池内施加高能量密度的脉冲电流。(4)电脉冲处理5‑10分钟后，冷却，得到铝硅锰铁合金。本发明所得产品中晶粒尺寸较小、合金组织致密、结构稳定，抗粉化性能优越，合金储存周期长。其符合炼钢用的脱氧剂的要求。

技术领域

本发明涉及改善合金组织及性能技术领域，具体涉及一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法,该合金可用于钢液脱氧与合金化，其组织存在明显细晶区，结构致密性能好，附加值高，性质稳定储存周期长。

背景技术

锰系合金作为炼钢过程的复合脱氧中间合金，增强对锰系合金中杂质元素的数量及含量控制，改善合金的组织及性能，研发高纯度的锰系合金产品，在提高各类钢材质量方面具有深远的意义。

近年来，低磷低碳高纯硅锰合金、氮化锰铁等高纯度的复合合金的需求不断增加，然而，此类合金普遍存在着自然粉化问题，其中以铝硅锰合金的粉化问题最为严重,固体合金一周左右就能够完全粉化，更有甚者几天内就完全粉化掉，这严重影响产品性能与寿命。关于粉化的机理，大部分研究认为，粉化是在合金组织出现裂纹、断裂等缺陷时萌生的，一些不稳定相或脆性相在裂纹通道易发生水解反应，使得裂纹通道进一步扩展，最终导致合金组织解体，彻底实现粉化。因此，提出一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法显得尤为重要。

发明内容

针对以上所述的锰系合金存在的不足，本发明目的在于提供一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法。

本发明一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法，所述铝硅锰铁合金中各合金元素的质量百分比为：Mn 49-51％，Al 19-21％，Si 17-20％，Fe 5-14％，余量为碳磷硫等杂质元素；所述铝硅锰铁合金中，(Mn+Al+Si+Fe)的质量占铝硅锰铁合金总质量的99.5％以上；

其制备方法为：

按设计组分配取各原料；在保护气氛下将各组分融化后得到熔体；将熔体的温度降至1450-1500℃，然后将连接电脉冲电源的纯铁电极棒插入熔体中，启动脉冲电源进行电脉冲处理5-10分钟后，冷却，得到铝硅锰合金；进行电脉冲处理时，控制峰值电压为11～36V；脉冲频率为1Hz-100Hz。

本发明一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法，电脉冲电源施加的电脉冲为直流脉冲，脉冲类型为间隔脉冲，脉冲宽度为1μs～150μs，峰值电压为20～36V；脉冲频率为1Hz-100Hz。

本发明一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法，电极的水平间距为5cm-15cm；电极插入熔体中的深度为3cm-25cm。

本发明一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法，所述原料包括铝源、硅源、锰源、铁源；所述铝源为纯度大于等于99.5％的铝；所述硅源由纯度大于99.5％的硅和硅锰合金组成；所述锰源由纯度大于99.5％的纯锰和硅锰合金组成；所述铁源为纯度大于等于99.5％的铁。

本发明一种提高铝硅锰铁合金抗粉化性能的电脉冲处理方法，包括下述步骤：

步骤一

在保护气氛下，将配取的铁源加入熔炼炉内；加热至熔融，得到熔体1；

步骤二

将配取锰源加入到熔体1中，并升温至1230-1260℃；得到熔体2；

步骤三