專利名稱：微米納米冶金添加劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于冶金領域，提供了一種往高溫冶金熔體中外加微米粉納米粉的添加劑 和加入工藝。
背景技術：
國內外大量研究工作和已發表的文獻表明，金屬材料中的微米相、納米相對材料 中的夾雜物、組織結構有著重要的影響，從而顯著影響材料的性能。日本學者帥先提出鋼的 氧化物冶金表明冶金工作者對鋼中微米相、納米相的高度關注。我國的許多高等學校和大 型鋼鐵企業也在開展氧化物冶金的研究工作，比如北京科技大學、東北大學、寶山鋼鐵公 司、武漢鋼鐵公司等都在進行氧化物冶金的研究工作。氧化物冶金即在煉鋼過程中使鋼中 產生微米級或納米級氧化物，使鋼的性能得到提高。但迄今為止，研究工作的重點是通過調 控煉鋼過程中的高溫化學反應使微米級或納米級氧化物相在高溫冶金熔體內部產生。目 前還沒有一種成熟的技術把微米相、納米相直接從外部加入高溫冶金熔體中。有些工作也 在嘗試采用直接噴吹法或直接喂絲法把微米粉或納米粉從外部直接加入高溫冶金熔體中， 但由于微米粉、納米粉尺寸很小，冶金熔體密度很大，直接噴吹法很難把微米粉、納米粉吹 入高溫冶金熔體中，而且直接噴吹法嚴重污染環境，冶金熔體對微米粉、納米粉的吸收率很 低，因此直接噴吹法無法在生產中應用。直接喂絲法是把微米粉或納米粉包裸在金屬絲中 插入冶金熔體中，這種方法使微米粉或納米粉燒結成大顆粒，增加材料中的大型夾雜物，大 型夾雜物降低材料的性能，即使偶爾部分微米粉或納米粉能進入熔體中，其分布也很不均 勻，因此用直接喂絲法把微米粉或納米粉插入冶金熔體中也未獲得成功。
發明內容
本發明是把微米粉、納米粉制成一種添加劑，使之很容易把微米粉、納米粉直接加 入高溫冶金熔體中。微米納米冶金添加劑，是把微米粉、納米粉和金屬粉經球磨混勻、壓制成塊，金屬 粉作為粘結劑。金屬粉與微米粉、納米粉的重量比為(4 12) 1。微米粉、納米粉包括 A1203粉、TiN粉、Zr02粉、CaC03粉、SiC粉、WC粉、CaO粉、CaF粉、鎂粉、Ca粉、鋁粉、高熔點 金屬粉、合金粉、微米納米碳粉或纖維粉等。冶金添加劑所包含的許多粉體在高溫冶金熔體 中很難通過高溫化學反應在熔體內部產生，冶金添加劑開創了一種物理冶金的新工藝，有 著廣泛的應用開發前景。壓制成塊的微米納米添加劑加入熔體中，由于比重與熔體接近，不易上浮，添加劑 中的金屬粉與熔體接觸并迅速熔化，把微米粉、納米粉帶入熔體中。金屬粉的成分與產品基 體成分相同或相近，因此不污染熔體，只起載體作用。對于鋼鐵冶金或銅、鋁冶煉，壓制成塊的微米納米添加劑可以放置在包底部，利用 熔體的沖擊和攪拌作用直接沖入熔體中，并使之均勻分散。微米納米添加劑也可用噴射法 噴入熔體內部，也可用喂絲法插入熔體中。由于微米納米添加劑已經球磨和金屬粉混勻，并經過預分散壓制成塊，與一般的直接噴吹法，直接喂絲法不同。加入微米納米添加劑的沖入 法、噴吹法、喂絲法也可以聯合使用。本發明的優點是1、微米納米冶金添加劑是把微米粉、納米粉和金屬粉經球磨混勻。微米粉、納米粉 經球磨混合起到預分散作用，容易均勻分散在高溫冶金熔體中；2、壓制成塊的微米納米添加劑比重與熔體接近，不易上浮，金屬粉與熔體接觸并 迅速熔化，把微米粉、納米粉帶入熔體中。微米粉、納米粉利用率高，不污染環境；3、作為粘結劑的金屬粉的成分與產品基體成分相同或相近，因此不污染熔體；
4、微米納米添加劑加入熔體中的工藝簡單，容易推廣應用。
具體實施例方式實施例1 用250目的純鐵粉為粘結劑，把A1203納米粉和純鐵粉經球磨混勻、壓制 成塊，純鐵粉與A1203納米粉的重量比為10 1。把壓制成塊的添加劑放置在包底部，利用 高溫鋼液的沖擊和攪拌作用，把A1203納米粉直接沖入鋼液中，并使之均勻分散。實施例2、用250目的純鐵粉為粘結劑，把Ti02納米粉和純鐵粉經球磨混勻、壓制 成塊，純鐵粉與Ti02納米粉的重量比為8 1。把壓制成塊的添加劑放置在包底部，利用高 溫鋼液的沖擊和攪拌作用，把Ti02納米粉直接沖入鋼液中，并使之均勻分散。實施例3、用250目的純銅粉為粘結劑，把TiN微米粉和純銅粉經球磨混勻、壓制成 塊，純銅粉與TiN微米粉的重量比為9 1。把壓制成塊的添加劑放置在包底部，利用高溫 銅液的沖擊和攪拌作用，把TiN微米粉直接沖入銅液中，并使之均勻分散。實施例4、用250目的純銅粉為粘結劑，把微米碳纖維短絲和純銅粉經球磨混勻、 壓制成塊，純銅粉與微米碳纖維短絲的重量比為12 1。把壓制成塊的添加劑放置在包 底部，利用高溫銅液的沖擊和攪拌作用，把微米碳纖維短絲直接沖入銅液中，并使之均勻分 散。實施例5、用250目的純鋁粉為粘結劑，把A1203納米粉和純鋁粉經球磨混勻、壓制 成塊，純鋁粉與A1203納米粉的重量比為10 1。把壓制成塊的添加劑放置在包底部，利用 高溫鋁液的沖擊和攪拌作用，把A1203納米粉直接沖入鋁液中，并使之均勻分散。
權利要求
一種微米納米冶金添加劑，其特征是把微米粉、納米粉和主體金屬粉經球磨混勻，以主體金屬粉作為粘結劑，壓制成塊；所述金屬粉與微米粉、納米粉的重量比為4∶1～12∶1。
2.根據權利要求1所述的添加劑，其特征在于，所述添加劑中，微米粉、納米粉使用金 屬氧化物A1203粉、Zr02粉、CaC03粉、CaO粉；金屬氮化物TiN粉、A1N粉；金屬碳化物WC粉、 SiC粉；金屬粉Ca粉、鋁粉、鎂粉；合金粉；微米納米碳粉或纖維粉。
3.根據權利要求1所述的添加劑，其特征在于，所述添加劑中，作為粘結劑的主體金屬 粉的成分與產品基體成分相同或相近。
4.根據權利要求1-3所述的添加劑，其特征在于，把所述的微米納米冶金添加劑加入 熔體中的工藝方法為沖入法、噴吹法或喂絲法中的一種或幾種聯合使 用。
全文摘要
微米納米冶金添加劑是把微米粉、納米粉和金屬粉經球磨混勻，金屬粉作為粘結劑，壓制成塊，金屬粉與微米粉、納米粉的重量比為(4～10)∶1。微米粉、納米粉使用Al2O3粉、ZrO2粉、CaCO3粉、CaO粉等金屬氧化物；TiN粉、AlN粉等金屬氮化物；WC粉、SiC粉等金屬碳化物、Ca粉、鋁粉、鎂粉等金屬粉、合金粉；微米納米碳粉或纖維粉等。作為粘結劑的金屬粉的成分與產品基體成分相同或相近，不污染熔體，只起載體作用。用高溫熔體把添加劑沖入熔體中，利用熔體的沖擊和攪拌作用使之均勻分散。也可用噴射法或插入法把添加劑加入熔體中。
文檔編號B22F3/02GK101875112SQ200910135830
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者周濤, 榮金相 申請人:方克明