[发明专利]一种改善球磨铸铁组织性能的方法

说明书

本发明公开了一种改善球磨铸铁组织性能的方法；涉及铸铁技术领域，向球磨铸铁中引入石墨烯复合粒子，得到成品球墨铸铁件；所述引入为在熔融态球磨铸铁中添加经过球磨处理后的石墨烯复合粒子；所述球磨处理为将铁粉、石墨烯复合粒子混合球磨处理；所述成品球墨铸铁件中石墨烯复合粒子添加量为0.25‑0.33wt.%；本发明方法制备的石墨烯复合粒子能够显著的改善球墨铸铁的球化率，通过对其球化率的改善，使得石墨球更加圆整，在凝固过程中，石墨畸变主要发生在球状石墨在铁液中的长大过程中，生长速率的降低能够减小畸变的概率，因此，通过引入本发明制备的石墨烯复合粒子，能够促使球铁的球化率大幅度增加，能够进而改善其力学性能。

技术领域

本发明属于铸铁技术领域，特别是一种改善球磨铸铁组织性能的方法。

背景技术

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。

现有的铸态球墨铸铁因其相对较低的生产成本，一直备受关注，但是，随着经济的不断发展，人们对于铸态球墨铸铁的性能要求越来越高，而现有技术生产的铸态球墨铸铁性能一般，需要通过大量添加铜、镍、钼等贵金属来提高其性能，导致生产成本大幅度增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善球磨铸铁组织性能的方法，以解决现有技术中的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种改善球磨铸铁组织性能的方法，向球磨铸铁中引入石墨烯复合粒子，得到成品球墨铸铁件；

所述引入为在熔融态球磨铸铁中添加经过球磨处理后的石墨烯复合粒子；

所述球磨处理为将铁粉、石墨烯复合粒子混合球磨处理；

所述成品球墨铸铁件中石墨烯复合粒子添加量为0.25-0.33wt.%。

所述石墨烯复合粒子制备方法为：

将石墨烯、氨水与无水乙醇混合到一起，得到石墨烯氨水乙醇液；

将乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、无水乙醇、冰醋酸依次混合到一起，得到乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷分散液；

将石墨烯氨水乙醇液滴加到乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷分散液中，边滴加边搅拌，滴加完成后，再静置10-14小时，然后超声波处理5-8min，再进行辐照处理，然后再在50-55℃下保温静置1.5小时，最后进行冷冻干燥，得到反应物，对反应物采用去离子水进行清洗，再置于干燥箱内干燥10小时，然后再在马沸炉中煅烧处理2小时，自然冷却至室温，即可。

所述石墨烯、氨水、无水乙醇混合比例为30-40g：200mL：250mL；

所述氨水为饱和氨水。

所述乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷分散液中，乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷质量分数为9%；

所述无水乙醇、冰醋酸混合体积比为4:1。

所述石墨烯氨水乙醇液与乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷分散液混合体积比为1:1.2-1.5。

所述超声波频率为35kHz，功率为500W；

所述辐照处理的辐照剂量为120-130kGy；

所述冷冻干燥温度为零下35℃；

所述马沸炉中煅烧温度为950℃。