專利名稱：釔基稀土硅鈣鐵合金及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵合金冶煉領(lǐng)域及鐵水、鋼水精煉變質(zhì)領(lǐng)域，尤其是一種釔基稀土硅鈣鐵合金及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的稀土硅鐵合金都是以鑭、鈰為基的輕稀土硅鐵合金。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種釔基稀土硅鈣鐵合金及其制備方法和用途。
本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金組份為(重量％)RE 5-60％、Ca 0.5-15％、Ba 0-15％、Sr 0-10％、Si 5-55％、Al 0-30％、Mg 0-5％、Nb 0-10、B 0-5、Ti0-15、V 0-15、Zr 0-15，其余為鐵及少量雜質(zhì)元素，其中RE的組份為(重量％)Y 25-99.9％、La 0-50％、Ce 0-50％、Pr 0-50％、Nd 0-50％、Sm 0-50％、Eu 0-0.5％、Gd 0-50％、Dy 0-0.5％、Tb 0-0.5％、Ho 0-5％、Ey 0-8％、Tm 0-2％、Yb 0-8％、Lu 0-2％。
本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金為不規(guī)則顆粒狀，粒度直徑范圍為0.1-100mm。
本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金制備方法是以釔基重稀土混合稀土精礦或稀土分離企業(yè)生產(chǎn)的高釔稀土富集物或氧化釔為原料，以鋁、硅鐵、硅鈣、碳質(zhì)、碳化鈣全部或其中一種或多種組合作為還原劑，通過三相交流電弧爐或直流電弧爐或低頻電弧爐或感應(yīng)電爐冶煉并復(fù)合其它元素而成。
本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金可用于鋼、鐵作精煉變質(zhì)劑，用于配制球化劑、孕育劑、蠕化劑、合金鋼精煉變質(zhì)劑、合金鑄鐵變質(zhì)劑。
本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金還可制成包芯線，該包芯線包括包皮和芯部，包皮為0.3-0.5mm厚的帶鋼，芯部為顆粒直徑小于3mm的釔基稀土硅鈣鐵合金，包芯線直徑范圍為8-20mm。
本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金用于制作球化劑釔基稀土硅鈣鐵合金和鎂、硅鐵、鐵等原料在感應(yīng)電爐中熔配成釔基稀土鎂球化劑，用于生產(chǎn)大斷面球鐵可有效解決球鐵生產(chǎn)過程中球化衰退、石墨畸變問題，提高大斷面球鐵的本體性能，保證球鐵性能表里基本一致。
本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金用于合金鋼a、重稀土釔和輕稀土鈰、鑭都具有較強(qiáng)的脫氧脫硫能力，其反應(yīng)產(chǎn)物都是硫氧化物，但是，前者是以YOS復(fù)合夾雜物為主，其密度約為4.25，而后者是以Ce(La)OS為主，其密度約為6.0，根據(jù)Stock公式，YOS復(fù)合夾雜物在鋼中上浮速度將比Ce(La)OS復(fù)合夾雜物增加一倍，所以經(jīng)重稀土釔處理的鋼液易于凈化，與輕稀土處理的鋼液相比可以有效地減少夾雜物的含量，改善夾雜物的分布形態(tài)，縮小夾雜物的尺寸，夾雜物形狀得到細(xì)化和球化，從而減輕或消除其有害作用，鋼的低倍組織得到明顯改善，有效避免低倍斷面夾雜現(xiàn)象，明顯提高鋼的韌性、塑性，改善鋼的各向異性，提高鋼的疲勞性能；b、提高鋼的抗氧化性能，增加氧化膜的致密度、粘著力及鋼的高溫強(qiáng)度，提高鋼的耐熱性。在晶界與低熔點(diǎn)有害元素交互作用，抑制它們在晶界的偏聚，凈化和強(qiáng)化晶界，提高鋼的耐蝕性能；c、用于高速鋼、模具鋼等可改善減少碳化物，減緩和抑制碳化物的聚集粗化現(xiàn)象，改善碳化物的形態(tài)和分布，使碳化物呈佃小均勻分布并呈彌散分布的孤立狀，提高鋼的熱硬性、耐用性、熱塑性、韌性、耐熱疲勞性。d、由于釔基稀土硅鈣鐵合金在鋼中能明顯提高塑性、韌性、耐熱、耐蝕性，因而在鋼中可代替部份鎳或鉬，節(jié)約貴重金屬元素，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金用于抗磨合金鑄鐵變質(zhì)劑a、凈化鐵液，細(xì)化基體晶粒，提高晶界的結(jié)合強(qiáng)度，提高材料的耐磨性；b、改變碳化物的形態(tài)、大小、分布，使碳化物呈不連續(xù)狀或團(tuán)球狀，從而提高材料的耐磨性和沖擊韌性；c、有效細(xì)化均化碳化物，強(qiáng)化基體，促使C曲線右移，從而提高淬透性，因此能減少或不添加鉬和銅，而耐磨性等力學(xué)性能達(dá)到或高于同牌號的加鉬加銅產(chǎn)品的性能，從而降低制造成本。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一一種釔基稀土硅鈣鐵合金制備方法1、冶煉設(shè)備0.5T650KVA三相電弧爐，爐襯材料為碳素材料，模具為鐵?；蛱妓夭牧?。
2、原料規(guī)格(重量％)及配比高釔稀土富集物 稀土總量＞92％ Y/RE＞80％ 80kg硅鐵 Si＞75％ 粒徑＜30mm 100kg鋁粉 粒徑＜2mmAl＞98％ 20kg石灰 CaO＞85％ 20kg
瑩石 CaF2＞75％ 10kg電石 CaC2＞90％ 10kg硅鈣 Ca＞30％ Si＞55％ 10kg電極沫 5kg生鐵 40kg3、冶煉工藝將各種原料混和均勻加入電弧爐中通電起弧或通電起弧后加入混和均勻的爐料，控制還原溫度大于1800度，冶煉時(shí)間大于1小時(shí)，還原完畢后出爐澆入模具，冷卻后起模。
4、合金出爐數(shù)量為250kg。
5、合金化學(xué)成份(重量％)RE25(Y/RE＞80％) Si36-44 Ca3-8 Al 1-10 其余為鐵。
實(shí)施例二用釔基稀土硅鈣鐵合金制取釔基重稀土鎂復(fù)合球化劑。
1、冶煉設(shè)備250kg200KW中頻感應(yīng)電爐2、原料化學(xué)成份(重量％)及配比釔基稀土硅鈣RE25％(Y/RE＞50％)Ca5.0％Si45％16kg硅鈣 Ca30％Si55％ 5.33kg硅鋇 Ca28％Si55％ 5.71kg鎂錠 Mg＞99％ 8.0kg硅鐵 Si＞75％Al＜1.5％ 29.24kg生鐵 Fe＞99％ 15.72kg3、熔煉工藝將上述爐料加入中頻感應(yīng)電爐通電熔化，25分鐘后攪拌出爐，澆入鐵模，冷卻后起模。
4、合金出爐數(shù)量為78kg，破碎至合格粒度。
5、冶煉出的釔基重稀土鎂復(fù)合球化劑化學(xué)成份(重量％)。
RE5％(Y/RE＞50％) Ca3.0％ Ba1.0％ Si44％ Mg7.8％ 余為鐵。
實(shí)施例三將本發(fā)明的釔基稀土硅鈣鐵合金用于熔煉W12Mo2Cr4V高速鋼。
1、釔基稀土硅鈣鐵合金化學(xué)成份
RE25％(Y/RE＞80) Ca5.0％ Ba6.0％ Al6.0％ Mg4.5％ Si30％ 余為鐵。
2、釔基稀土硅鈣鐵合金加入量0.3％，加入鋼包底部，沖入鋼水。
3、W12Mo2Cr4V高速鋼化學(xué)成份(重量％)

4、力學(xué)性能(淬火溫度1240℃、回火溫度560℃)(1)常溫硬度HRC 68.5 紅硬性(625℃)HRC63.8 高溫硬度(600℃)HV(MPa)4756(2)沖擊韌性αK19.6-31.3×104J/m25、鋼的組織(1)晶粒度粒細(xì)小、均勻，在正常淬火溫度下，晶粒度為10-11級。
(2)低倍組織一般疏松、中心疏松和偏析的級別均在0.5-1.0級。
實(shí)施例四一種釔基稀土硅鈣鐵包芯線。
1、芯劑為釔基稀土硅鈣鐵合金，化學(xué)成份(％)為RE15 Ca8 Ba8 Mg4.5Si30顆粒粒徑小于3mm。
2、采用0.4mm的鋼帶在包芯線機(jī)上將芯劑包成直徑為13mm的釔基稀土硅鈣鐵包芯線。
3、用途采用喂絲機(jī)將釔基稀土硅鈣鐵包芯線喂入鋼包，用于合金鋼作精煉變質(zhì)劑用或用于合金鑄鐵作變質(zhì)劑用。大幅度提高合金鋼或合金鑄鐵的綜合性能。
權(quán)利要求
1.一種釔基稀土硅鈣鐵合金，其特征在于其組份為(重量％)RE 5-60％、Ca 0.5-15％、Ba 0-15％、Sr 0-10％、Si 5-55％、Al 0-30％、Mg 0-5％、Nb 0-10、B 0-5、Ti 0-15、V 0-15、Zr 0-15，其余為鐵及少量雜質(zhì)元素，其中RE的組份為(重量％)Y 25-99.9％、La 0-50％、Ce 0-50％、Pr 0-50％、Nd 0-50％、Sm 0-50％、Eu 0-0.5％、Gd 0-50％、Dy 0-0.5％、Tb 0-0.5％、Ho 0-5％、Ey 0-8％、Tm 0-2％、Yb 0-8％、Lu 0-2％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釔基稀土硅鈣鐵合金，它為不規(guī)則顆粒狀，粒度直徑范圍為0.1-100mm。
3.如權(quán)利要求1所述的釔基稀土硅鈣鐵合金，其制備方法是它是以釔基重稀土混合稀土精礦或稀土分離企業(yè)生產(chǎn)的高釔稀土富集物或氧化釔為原料，以鋁、硅鐵、硅鈣、碳質(zhì)、碳化鈣全部或其中一種或多種組合作為還原劑，通過三相交流電弧爐或直流電弧爐或低頻電弧爐或感應(yīng)電爐冶煉并復(fù)合其它元素而成。
4.一種釔基稀土硅鈣鐵合金用于鋼、鐵作精煉變質(zhì)劑。
5.一種釔基稀土硅鈣鐵合金用于配制球化劑、孕育劑、蠕化劑、合金鋼精煉變質(zhì)劑、合金鑄鐵變質(zhì)劑。
6.一種釔基稀土硅鈣鐵合金制成包芯線，其特征在于該包芯線包括包皮和芯部，包皮為0.3-0.5mm厚的帶鋼，芯部為顆粒直徑小于3mm的釔基稀土硅鈣鐵合金，包芯線直徑范圍為8-20mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用釔基重稀土混合稀土精礦或稀土分離企業(yè)生產(chǎn)的高釔稀土富集物或氧化釔為原料，用鋁、硅鐵、硅鈣、碳質(zhì)、碳化鈣全部或一種或幾種作還原劑利用三相交流電弧爐、直流電弧爐、低頻電弧爐、感應(yīng)電爐設(shè)備冶煉并復(fù)合其它元素的用作鋼、鐵變質(zhì)劑或用于配制球化劑、孕育劑、蠕化劑、合金鋼變質(zhì)劑、合金鑄鐵變質(zhì)劑的系列釔基稀土硅鈣鐵合金。該系列釔基稀土硅鐵合金的化學(xué)成分為(重量％)RE5－60％(其中Y/RE25－99.9％，La/RE0－50％，Ce/RE0－50％，Pr/RE0－50％，Nd/RE0－50％，Sm/RE0－50％，Eu/RE0－0.5％，Gd/RE0－50％，Dy/RE0－9％，Tb/RE0－2％，Ho/RE0－5％，Ey/RE0－8％，Tm/RE0－2％，Yb/RE0－8％，Lu/RE0－2％)，Ca0.5－15％，Ba0－15％，Sr0－10％，Si5－55％，Al0－30％，Mg0－8％，Nb0－10％，B0－5％，Ti0－15％，V0－15％，Zr0－15％，其余為鐵及少量雜質(zhì)元素。其形狀為不規(guī)則顆粒狀或制成包芯線。
文檔編號C22C37/00GK1718816SQ20051001920
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者楊清 申請人:龍南縣龍釔重稀土材料有限責(zé)任公司