[發(fā)明專利]一種制備氮化錳釩鐵的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810166811.7 | 申請日： | 2018-02-28 |
| 公開（公告）號： | CN108396161A | 公開（公告）日： | 2018-08-14 |
| 發(fā)明（設計）人： | 李蘭杰;董自慧;李九江;吳春亮;張?zhí)K新;彭占如 | 申請（專利權(quán)）人： | 河鋼股份有限公司承德分公司 |
| 主分類號： | C22C1/05 | 分類號： | C22C1/05;C22C27/02;C22C30/00;C22C35/00 |
| 代理公司： | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人： | 鞏克棟 |
| 地址： | 067102*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 釩鐵 氮化錳 自蔓延反應 制備 自蔓延合成反應 氮氣 設備抽真空 傳統(tǒng)工藝 反應能耗 控制壓力 合金化 錳鐵 點火 合成 應用 | ||
本發(fā)明涉及一種制備氮化錳釩鐵的方法，所述方法為：將50釩鐵和/或80釩鐵，與65錳鐵混合后置于自蔓延反應設備內(nèi)；對自蔓延反應設備抽真空，然后充入氮氣，控制壓力為7～13MPa，點火后進行自蔓延合成反應，反應完成后得到氮化錳釩鐵。本發(fā)明通過對原料的調(diào)整以及反應過程中壓力的控制，利用自蔓延反應合成了成分均勻、比重更大的氮化錳釩鐵，更有利于控制釩的穩(wěn)定性和精準性。相比傳統(tǒng)工藝，本發(fā)明大大降低了反應能耗，縮短了合金化時間，具有良好的經(jīng)濟效益和應用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備氮化錳釩鐵的方法。
背景技術(shù)
釩是含釩微合金鋼中一種十分有益的元素，在鋼鐵工業(yè)中的應用量非常大，占釩消耗量的85％左右。釩元素與碳和氮反應形成難熔的碳、氮化物，起到強化和細化晶粒作用。
錳是重要的合金元素之一，錳和鐵能夠互溶形成固溶體，從而提高鋼中鐵素體和奧氏體強度和硬度。錳在調(diào)質(zhì)鋼中可以起到降低冷卻臨界轉(zhuǎn)變溫度，增加鋼強度的作用；可以使截面較大的工件獲得較為均勻的組織，達到細化晶粒，提高鋼的強度的作用。
氮化錳釩鐵是含釩、鐵、錳和氮的四元復合合金，上述元素都是鋼鐵生產(chǎn)的必要元素，與含釩結(jié)構(gòu)鋼緊密結(jié)合，可以形成專用含釩鋼筋冶金爐料。氮化錳釩鐵熔點低、致密性好，在鋼中的熔化速度快，爐外條件就能快速合金化，可以有效的抑制鋼中鐵素體、奧氏體和粗粒晶形成。與傳統(tǒng)釩氮合金相比，其合金化時間更短。
目前，鋼中滲氮的方法主要有添加氮化釩、富氮錳鐵等。例如CN103146875B公開了一種常壓下冶煉含錳高氮鋼的方法，以氮化錳作為加氮的主要中間合金制備含錳高氮鋼。這些方法存在收率低，不穩(wěn)定，生產(chǎn)成本高等問題。利用氮化錳釩鐵向鋼中滲氮，不僅解決了上述問題，還能向鋼中添加氮化釩，大幅度提高了鋼的各種性能。因此，利用現(xiàn)有的釩鈦資源生產(chǎn)比重較大的氮化錳釩鐵進行微合金化更適合我國國情。
CN104894455A提供了一種氮化錳釩鐵及其生產(chǎn)方法，將釩鐵、氮化錳鐵破碎裝入密封容器或爐窯中，抽真空達到～0.03～～0.04MPa，然后通入0.02～0.05MPa的氮氣，升溫加熱到1200℃，保溫4～6小時，在氮氣氛圍中冷卻到到20～50℃。該方法雖然能夠提高氮化錳鐵中的氮含量，但其反應溫度高，合金化時間長，生產(chǎn)成本過高，難以進行工業(yè)化推廣。
現(xiàn)有的制備氮化錳釩鐵的方法中普遍存在合金產(chǎn)品中釩的穩(wěn)定性和精準性不足、均勻化程度不夠以及制備過程能耗過高、經(jīng)濟效益差等問題，因此有必要開發(fā)新的制備氮化錳釩鐵的工藝。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備氮化錳釩鐵的方法，通過對原料的調(diào)整以及反應過程中壓力的控制，利用自蔓延反應合成了成分均勻、比重更大的氮化錳釩鐵，同時大大降低了反應能耗，縮短了合金化時間，具有良好的經(jīng)濟效益和應用前景。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種制備氮化錳釩鐵的方法，所述方法包括以下步驟：
(1)將50釩鐵和/或80釩鐵，與65錳鐵混合后置于自蔓延反應設備內(nèi)；
(2)對自蔓延反應設備抽真空，然后充入氮氣，控制壓力為7～13MPa，點火后進行自蔓延合成反應，反應完成后得到氮化錳釩鐵。
本發(fā)明選擇50釩鐵和/或80釩鐵，與65錳鐵作為原料制備氮化錳釩鐵，上述原料配比后混合，在反應過程中能夠放出大量的熱，在合適的氮氣壓力下(7～13MPa)，點火后可進行自蔓延合成反應，期間不需外部補充熱量，進而大大降低了生產(chǎn)能耗，同時縮短了合金化時間。
本發(fā)明所用的65錳鐵、50釩鐵、80釩鐵均為現(xiàn)有的牌號，本發(fā)明對其具體成分和含量不再贅述。
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