一种圆珠笔头用易切削不锈钢的铋碲合金化方法与流程

本发明涉及一种圆珠笔头用易切削不锈钢的铋碲合金化方法，属于金属合金
技术领域：
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背景技术：
：目前，易切削钢中常用铋锰合金或铋锰铁合金加入钢中，由于铋锰或铋锰铁合金的沸点高于纯铋，可提高铋的收得率。但是在用三相有衬电渣炉冶炼一种制造圆珠笔头用的超易切削不锈钢中，为了得到理想的mns夹杂物，需要将锰先期加入，铋需要等出钢后在包中加入。同时，这种圆珠笔头用超易切削钢中同时含硫、铋、碲元素，碲元素的沸点仅为1390℃，且比重相对较轻，比铋的合金化更为困难。由此可见，铋锰合金或铋锰铁合金在合金化过程中，为了让熔点高的锰(熔点1241℃)和铁(1538℃)熔化，在熔炼过程中铋的损失是很大的。而对于三相有衬电渣炉冶炼的这种圆珠笔头用易切削不锈钢，铋和锰不能同时加入。此外，钢液在钢包中是个降温的过程，温降速度很快，用喂丝的方法需要时间比较长，圆珠笔头用易切削钢属高硫钢，钢液流动性会随温度下降变差。已知在一种圆珠笔头用易切削不锈钢炼钢过程中，钢液的温度达到1600℃左右，而已知铋的熔点为271℃，沸点为1560℃；碲的熔点为452℃，沸点为1390℃。在钢液的温度高于这两个元素沸点的情况下，将铋和碲装入容器中一次性迅速插入钢液，由于低熔点低沸点的东西过于集中，在插入钢液后马上发生剧烈喷溅。极易发生危险且回收率不到10％。为了尽量减少喷溅，需要迅速插入包的中下部。但铋的比重大，容易分层沉底，造成铸锭的铋偏析。碲因比重较轻，根本无法通过钢液上面的渣层即发生了气化和氧化，不能进入钢液。技术实现要素：本发明旨在提供一种圆珠笔头用易切削不锈钢的铋碲合金化方法，解决了现有技术通过插入法将铋和碲直接扔进钢包中所发生剧烈喷溅，回收率低等问题。本发明所述铋碲合金化方法采用插入法，可使铋、碲快速穿过炉渣，避免部分铋碲在渣层气化而减损，同时有助于铋的迅速熔化，防止块度太大不能迅速熔化造成的铋分布不均问题。本发明涉及一种圆珠笔头用易切削不锈钢的铋碲合金化方法，其包括：s1.将铋破碎成小碎块，与碲珠混装在n个铁制容器中，将铋块置于碲珠上部；s2.在每个所述铁制容器中放置一铁棒，所述铁棒上的挡片将所述铁质容器的盖口封上；s3.钢液从冶金炉倒入钢包的出钢浇注过程结束后，将所述n个铁制容器依次插入钢包，同时在包底吹氩气搅拌，然后在氩气的氛围下将钢包移到铸模浇口开始浇注，直至钢液量浇注过半。根据本发明所述的铋碲合金化方法，步骤s1中，将所述铋锭破碎成50mm以下的小碎块。根据本发明所述的铋碲合金化方法，步骤s1中，根据生产需要，准备n个铁质容器，其中n为2-4。进一步地，所述铁质容器的形状可以是正方体、长方体、球体或其他几何构型。进一步地，所述铁质容器的直径为100-150mm，高度300-350mm。根据本发明所述的铋碲合金化方法，将所述碲珠放在所述铁制容器的底部，将所述破碎后的铋块放在碲珠的上面，每个铁制容器中铋块重量不大于4kg，碲珠重量不大于1kg。根据本发明所述的铋碲合金化方法，步骤s2中，所述铁棒直径不小于φ6.0mm，长度不小于2.5m。根据本发明所述的铋碲合金化方法，步骤s3中，在出钢完成后在钢包中插入所述铁制容器，且插入时钢液温度低于1650℃。进一步地，将所述铁制容器插入钢包的中下部，进行包底强吹氩，停留1-3分钟，使铋迅速均匀化。进一步地，所述铁制容器依次插入钢包中，插入间隔为10-30s。根据本发明所述的铋碲合金化方法，浇注过程拌随包底吹氩气进行弱搅拌，所述搅拌包括人工搅拌、机械搅拌、或电磁搅拌等其它搅拌方式。本技术方案与现有技术相比，产生以下技术效果：(1)采用插入法，可使铋、碲快速穿过炉渣，避免部分铋碲在渣层气化而减损。(2)限制了每次插入钢液的铋碲重量，分批次插入，避免了低熔点和低沸点的合金集中加入造成的气化喷溅强度太大，使铋的收得率由10-20％提高了30-40％。(3)通过采取插入法，比喂丝法节约了时间，避免了因钢液的温度造成浇注困难。附图说明图1为本发明盛装所述铋块和碲珠的铁制容器装置示意图；其中，1—铁棒、2—铁制熔器、3—焊接在铁棒上的挡片、4—铋块层和5-碲珠层。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。本发明提供一种圆珠笔头用易切削不锈钢的铋碲合金化方法，其包括：s1.将铋破碎成小碎块，与碲珠混装在n个铁制容器中，将铋块置于碲珠上部；根据本发明所述的铋碲合金化方法，将所述铋锭破碎成50mm以下的小碎块，而不是以铋锰或铋锰合金加入，同时有助于铋的迅速熔化，防止块度太大不能迅速熔化造成的铋分布不均问题。根据本发明所述的铋碲合金化方法，根据生产需要，准备n个铁质容器，其中n为2-4。进一步地，所述铁质容器的形状可以是正方体、长方体、球体或其他几何构型。进一步地，所述铁质容器的直径为100-150mm，高度300-350mm。根据本发明所述的铋碲合金化方法，将所述碲珠放在所述铁制容器的底部，将所述破碎后的铋块放在碲珠的上面，每个铁制容器中铋块重量不大于4kg，碲珠重量不大于1kg。本发明将铋块置于碲珠之上，利用铋的高比重有利于将比重相对较轻的碲珠坠入钢液深处，最大限度压制碲的上浮和喷溅。s2.在每个所述铁制容器中放置一铁棒，所述铁棒上的挡片将所述铁质容器的盖口封上；根据本发明所述的铋碲合金化方法，所述铁棒直径不小于φ6.0mm，长度不小于2.5m。s3.钢液从冶金炉倒入钢包的出钢浇注过程结束后，将所述n个铁制容器依次插入钢包，同时在包底吹氩气搅拌，直至钢液量浇注过半。根据本发明所述的铋碲合金化方法，在出钢完成后在钢包中插入所述铁制容器，且插入时钢液温度低于1650℃，使钢液温度与铋的沸点更接近，降低了铋的喷溅强度。进一步地，将所述铁制容器插入钢包的中下部，增大了铋碲熔化及气化位置的钢液压强，避免气化压力顶破渣层喷溅出来，造成危险和铋碲回收率下降。进一步地，所述铁制容器依次插入钢包中，插入间隔为10-30s。根据本发明所述的铋碲合金化方法，通过在包底吹入氩气进行搅拌，停留1-3分钟，在浇注过程持续进行氩气的弱搅拌，氩气强度以钢液不翻出渣面为宜，直至钢液浇注过半，使钢液始终处于内部翻动状态，避免了铋的分层，使钢锭任意部位的铋含量差最大不超过0.006％，有效防止了铋的比重偏析。根据本发明所述的铋碲合金化方法，浇注过程拌随包底吹氩气进行弱搅拌，所述搅拌包括人工搅拌、机械搅拌、或电磁搅拌等其它搅拌方式。以下是本发明所述圆珠笔头用易切削不锈钢的铋碲合金化方法的实例说明：实施例1：将铋锭破碎成50mm以下的小碎块，将12kg碲珠与6kg铋块均分为3份混装入3个直径为100mm，高度300mm的铁制容器中。在每一铁质容器中将碲珠放在铁制容器的底部，将铋块放在碲珠的上面。每个铁制容器中铋块重量为4kg，碲珠重量为2kg。在容器中插入直径为φ6.0mm，长度2.5m的铁棒。采用如图1所示的装置，当包中钢液温度降到1630℃以下时，固定铁棒1,提起装有铋块和碲珠的铁制容器2，此时焊在铁棒1上的挡片3将铁质容器2的盖口封上，挡片2同时起到将挂住铁制容器的作用，将装有铋块和碲珠的铁制容器迅速插入钢包中下部，分3次插入，每次间隔10-30s，同时在包底吹氩气搅拌，肉眼观察以钢液不暴露出渣面为宜。在浇注过程中，将氩气压力调小，以使钢液上方的渣面趋于平缓为宜，氩气保持至浇注钢液量过半。表1.根据本实施例方法获得的铋的收得率炉号插入次数配入量％铋收得率％实际含量％铋含量目标值％118-2333一次0.5715.80.090.1-0.3117-1698一次0.6219.50.120.1-0.3118-0045一次0.8911.20.10.1-0.3118-915二次0.6331.20.200.1-0.3118-1916二次0.6334.90.220.1-0.3118-1845二次0.60400.240.1-0.3118-1846二次0.6036.70.220.1-0.3118-1227三次0.6038.30.230.1-0.3118-1221三次0.6035.00.210.1-0.3表1中所述“配入量”是指炼钢时加入的元素重量占钢液总重量的比例。表1中所述“铋收得率”是指炼钢所得到的合金中铋含量与炼钢时配入的元素含量的百分比。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12