[发明专利]一种硅锶合金变质剂的制备方法有效
申请号: | 202010412171.0 | 申请日: | 2020-05-15 |
公开(公告)号: | CN111500814B | 公开(公告)日: | 2022-06-28 |
发明(设计)人: | 包晓刚;魏爽;史鑫;李有成;卢建华 | 申请(专利权)人: | 三祥新材股份有限公司 |
主分类号: | C21C1/08 | 分类号: | C21C1/08;C21C1/10;C22C35/00 |
代理公司: | 福州市博深专利事务所(普通合伙) 35214 | 代理人: | 林振杰 |
地址: | 355500 福建*** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 合金 变质 制备 方法 | ||
本发明涉及硅锶合金变质剂及其制备方法,该硅锶合金变质剂的制备方法,包括以下步骤:(1)将单晶硅切削料或多晶硅切削料进行烘干,直至水分含量为1%以下;(2)将80‑100重量份的烘干后的单晶硅切削料或多晶硅切削料与20‑30重量份的废钢混合,于1300‑1450℃条件下进行电加热熔炼,获得合金液;(3)将获得的合金液加入至1‑4重量份的金属锶中,进行锶合金化反应,然后进行浇筑成型,获得硅锶合金变质剂。本发明提供的硅锶合金变质剂及其制备方法可降低工艺难度和成本,且控制铝钙元素含量在较低水平。
技术领域
本发明涉及合金金属材料技术,特别涉及一种硅锶合金变质剂及其制备方法。
背景技术
硅锶合金变质剂主要元素成分为Si和Sr,余量为Fe。主要用作铸造孕育剂,由于Sr在硅铁孕育剂中是最有效的促进孕育元素,当过冷度较大时,有减少共晶团的特殊作用,可减少铸件的缩孔、缩松缺陷。硅锶合金作为孕育剂,与硅铁对比,其减少白口能力较之高50%以上,同时不显著增加共晶团数。因此常用于薄壁或急冷的高硫、低硫灰铁件和需增加球墨数的球墨铸铁件,特别适于耐蚀铸铁和耐水压铸件。同时硅锶合金中Al与Ca含量控制低,铸件行渣少,无针孔缺陷,在精密、特异型铸件的孕育方面具有重要地位。
传统的硅锶制备工艺主要有矿热炉熔炼工艺和感应炉熔炼工艺。矿热炉工艺使用硅石、锶矿石等为原料在矿热炉内进行还原熔炼硅锶合金,因炉况复杂成分波动大,难于控制合金成分,以制备出低铝低钙的硅锶合金;此外,还可应用矿热炉内添加正常硅铁,熔化后进行吹氯气/氧气脱铝脱钙后,进行炉外铁水包埋锶浇铸熔炼,此方法吹气工艺对环境造成一定负面效应;而感应炉熔炼工艺主要为采用感应炉内直接添加低铝低钙高纯硅铁和金属锶重融法制备硅锶合金。上述方法为现有硅锶生产的主流技术,采用上述工艺以获得低铝低钙的硅锶合金,存在成本较高、工艺难度较大等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种硅锶合金变质剂的制备方法,可降低成本和工艺难度,获得低铝低钙的硅锶合金。以及基于上述制备方法,提供一种硅锶合金变质剂。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
本发明提出了一种硅锶合金变质剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将单晶硅切削料或多晶硅切削料进行烘干,直至水分含量为1%以下;
(2)将80-100重量份的烘干后的单晶硅切削料或多晶硅切削料与20-30重量份的废钢混合,于1300-1450℃条件下进行电加热熔炼,获得合金液;
(3)将获得的合金液加入至1-4重量份的金属锶中,进行锶合金化反应,然后进行浇筑成型,获得硅锶合金变质剂。
本发明还提出了一种硅锶合金变质剂,由下述质量百分比的原料组成:70-78%的硅、0.8-2.8%的金属锶、0.08%以下的铝、0.05%以下的钙和余量的铁。
本发明还提出了一种硅锶合金变质剂,通过下述重量份的原料制备而成:单晶硅切削料或多晶硅切削料80-100份、废钢20-30份和锶1-4份。
本发明的有益效果在于:
本发明通过上述制备工艺的设计,采用电加热熔炼技术,硅锶合金变质剂可由上述制备原料进行电加热(例如采用现有的电加热炉进行电加热熔炼)一次熔炼而成,合金中,铝元素含量在0.08%以下,钙元素含量在0.05%以下,铝钙元素含量较低,可应用于铁水炉外处理,处理温度要求低,因此工艺难度相应降低,且能够有效促进孕育,可表现出显著减少共晶团数、针孔缺陷和铸件出现缩松缩孔倾向,具有能够生产出性能优异的铸件的优点。同时,本工艺采用单/多晶硅切片过程产生的下脚料和废钢作为原料,锶收得率达到84%以上,生产成本得到大幅度降低。
附图说明
图1为本发明实施例的硅锶合金变质剂的制备方法中造粒料的照片;
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