[發明專利]高氮釩鐵及其制備方法

在審

• 申請號: 201810863723.2
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108929996A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 賈怡晗;王清晨;劉克忠;晉心翠;劉彥偉;王朝暉;王聲宏;常福增
• 申請（專利權）人: 承德錦科科技股份有限公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C38/02;C22C27/02;C22C30/00;C22C35/00;C22C33/02;C22C1/04
• 代理公司: 北京市蘭臺律師事務所 11354
• 代理人: 張峰

本發明公開了一種高氮釩鐵及其制備方法。本發明的高氮釩鐵的組成以質量％計為：釩20.0～55.0％、硅10.0～30.0％、氮10.0～25.0％，余量為鐵及不可避免的雜質，氮與釩的質量比為0.35～0.65，該高氮釩鐵的表觀密度為3.0～5.5g/cm³。本發明的高氮釩鐵質量穩定、成分均勻、氮含量高、致密度高、氮釩比高，可以作為低合金高強度鋼、工具鋼、合金鋼或鑄鋼的合金添加劑。本發明的高氮釩鐵的制備方法以釩鐵、硅鐵為原料，將原料破碎、細磨至粉狀，均勻混合后，置于高壓反應爐內，抽真空后充入7～12Mpa高純氮氣并通過點火裝置點燃物料，開始反應，反應完成后在氮氣中冷卻、出爐，再將成品破碎至所需粒度。該制備方法工藝流程短、技術先進、原料來源廣泛。

技術領域

本發明涉及鐵合金技術領域，特別涉及一種高氮釩鐵及其制備方法。

背景技術

微合金化是鋼鐵行業技術進步的重要標志之一，鋼的合金化通常以錳系、硅系為主，微合金化是在主鐵合金基礎上再添加微量的釩、鈮、鈦元素的氮化物、碳化物合金等。通常以單一合金、復合合金或以氮化物、碳化物的形式加入，最常用的是添加氮化釩鐵或釩氮合金。

大量工業規模的實際應用證明，向鋼中加入釩的氮化物(如氮化釩、氮化釩鐵)可有效提高鋼材的力學性能，其原因是這些氮化物元素在鋼材中形成了析晶強化的作用，從而有效改善了鋼材的機械性能。所以增加鋼材中的氮含量具有重要的作用。

鋼材中增加氮含量比較理想的方式是添加富含氮的微合金氮化物。氮化硅的氮含量的理論值達到了40％，是非常理想的富氮合金，并且硅元素在冶煉鋼的過程中也是不可缺少的元素。

公開號為CN102041422B，名稱為一種氮化硅釩鐵及其生產方法的中國發明專利公開了一種氮化硅釩鐵的生產方法，它利用金屬質釩粉或釩鐵、鐵粉、硅粉和硅鐵進行外加熱煅燒反應制得氮化硅釩鐵產品。利用金屬釩粉或氧化釩粉或釩酸銨或釩鐵，或與碳粉，與鐵粉、硅粉和硅鐵加熱煅燒，反應在固態下進行，存在反應不徹底、富氮不足、殘氧含量高、表觀密度低等問題；其中利用釩鐵與硅鐵外加熱煅燒反應，依然存在前述問題，但由于用釩鐵為原料，與前者相比，產品質量可能稍好，但其生產成本更高。

公開號為CN102888548A，名稱為一種氮化硅釩及其生產方法的中國發明專利公開了一種氮化硅釩合金的生產方法，它利用釩鐵為原料，與硅鐵進行燃燒合成反應制備氮化硅釩合金，但受生產方法限制，存在產品硅含量低(≤10％)、氮含量偏低、產品致密度低等問題。

公開號為CN103526098B，名稱為氮化釩硅鐵合金及其生產方法的中國發明專利公開了一種氮化硅釩鐵合金及其生產方法，它利用硅釩鐵合金為原料進行燃燒合成反應制得氮化硅釩鐵產品。此種方法需要專門煉制的硅釩鐵合金作為原料，原料來源受限，產品氮含量偏低，不利于擴大生產及推廣。

專利文獻

專利文獻1：CN102041422B號專利公報

專利文獻2：CN102888548A號專利公報

專利文獻3：CN103526098B號專利公報

發明內容

針對現有技術存在上述不足之處，本發明的目在于，提供一種高氮釩鐵及其制備方法。通過該方法制備的高氮釩鐵，其兼具釩、硅兩種合金元素并且氮含量高、成分均勻、質量穩定、致密度高、氮釩比高、應用效果佳。

為實現上述目的，本發明提供了一種高氮釩鐵，其組成以質量％計為釩20.0～55.0％、硅10.0～30.0％、氮10.0～25.0％，余量為鐵及不可避免的雜質，氮與釩的質量比為0.35～0.65，該高氮釩鐵的表觀密度為3.0～5.5g/cm³。

優選的，高氮釩鐵的組成以質量％計為：釩20～26％、硅21～30％、氮14～17％，余量為鐵及不可避免的雜質，氮與釩的質量比為0.55～0.65。