[发明专利]笔头用含铅易切削不锈钢冶炼中提高铅收得率的工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种笔头用含铅易切削不锈钢冶炼中提高铅收得率的工艺。

背景技术

笔头用不锈钢材料一般需要具有较高精度的切削加工性能，为了改善不锈钢的切削加工性能，提高切削速度和刀具寿命，需要在钢中加入一定量的铅元素，制成一种含铅易切削不锈钢材料。

相比于无铅不锈钢，含铅不锈钢的切削性能可提高20％～50％。因为铅以微小单质金属颗粒分布于不锈钢基体中，并在不锈钢中不固熔，在切削加工过程中，刀具与加工工件之间因为强烈的摩擦而产生热量，使不锈钢中的铅颗粒熔化成液态而析出，从而起到润滑作用，进而可以改善不锈钢的切削性能，使不锈钢的切屑细碎，降低刀具磨损，达到了延长刀具寿命的目的。由于含铅易切削不锈钢的机械性能与热处理性能基本保持不变，所以对工件的冷、热加工性和焊接性影响很小。因此含铅易切削不锈钢已广泛用作制造精密仪表零件、汽车零件、各类机械的重要零件。

实际生产中，钢水的温度一般在1300℃以上，由于铅的密度较高、熔点较低，在不锈钢中的溶解度很小、蒸气压较大，所以极易挥发，而且铅偏析很容易发生，当温度达到400℃～500℃时就会有铅蒸汽逸出形成铅烟，当铅加入到不锈钢水中时，由于不锈钢水的温度较高，铅与不锈钢水的接触面会瞬间产生铅烟蒸发，这使得不锈钢中加入的铅量大，然而收得率却很低，在实际大生产中要稳定控制不锈钢中的铅含量难度较大。而且，铅的密度为11.3437g/cm³，而不锈钢水的平均密度为7.2kg/cm³，所以铅加入到不锈钢水中会产生偏析。

因此，如何提高含铅易切削不锈钢中铅的收得率是目前钢铁行业急需解决的问题，即需要发明一种新的工艺，以解决铅的收得率低和偏析问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种笔头用含铅易切削不锈钢冶炼中提高铅收得率的工艺，能将铅的收得率能提高到90%以上，同时降低铅的偏析。

为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案予以实现：

一种笔头用含铅易切削不锈钢冶炼中提高铅收得率的冶炼工艺，其特征在于，具体包括下列步骤：

1）将待镀铅粒清洗，用氯化亚锡溶液浸渍敏化处理，然后用氯化钯溶液浸渍进行活化处理，之后在惰性气氛中干燥；或者，将待镀铅粒清洗，在氯化亚锡和氯化钯的混合溶液中浸渍，进行敏化和活化处理；之后在惰性气氛下干燥；

2）将处理好的铅粒在化学镀液中搅拌浸渍，进行化学镀，镀后的铅粒表面的镀层厚度为1～3mm；

所述的化学镀液由含铁的室温熔融盐与还原剂组成；或者，所述的化学镀液由含铁的室温熔融盐、季胺化合物与还原剂组成；

3）将经过化学镀后的铅粒，用喷枪在惰性载气的保护下，喷吹加入到不锈钢液中，喷吹气体压力为0.25Mpa～0.45Mpa，惰性载气流量为1.0m³/h～2.5m³/h，铅粒在不锈钢液的含量为0.19%～0.41%之间，待不锈钢液凝固后，形成分布均匀的含铅的易切削不锈钢钢锭或连铸坯。

该含铅的易切削不锈钢钢锭或连铸坯中铅的粒度为6.2μm～10.4μm。

根据本发明，所述化学镀液中的含铁的室温熔融盐为氯化亚铁（FeCl₂）、硫酸亚铁铵（（NH₄）₂SO₄·FeSO₄）、硫酸亚铁（FeSO₄）、醋酸亚铁（（C₂H₃O₂）₂·Fe）、硝酸亚铁（Fe（NO₃）₂）其中之一；

所述化学镀液中的还原剂为氢化锂、氢化锂铝、铝氢化钠、硼氢化锂、硼氢化钠中的其中一种或两种以上混合物，每升化学镀液中，还原剂的含量为1.5～3.5g；

所述化学镀液中的季胺化合物为四甲基卤化胺、四乙基卤化胺、1-甲基-3-乙基卤化胺或1-乙基-3-甲基卤化胺。

所述化学镀液中的含铁的室温熔融盐与季胺化合物的摩尔比为1:1～7:2。

采用本发明的笔头用含铅易切削不锈钢冶炼中提高铅收得率的冶炼工艺，具有很好的推广应用价值，所带来的技术效果是：

①减少了铅在加入过程中的蒸发损耗，铅在基体中分布均匀，含量可控，铅在基体中的含量可控制在0.19%～0.41%范围内。提高了铅的收得率；