[發明專利]一種氮化釩鐵合金的制備方法有效
| 申請號: | 201811371232.2 | 申請日: | 2018-11-18 |
| 公開(公告)號: | CN109182887B | 公開(公告)日: | 2020-03-10 |
| 發明(設計)人: | 張春雨 | 申請(專利權)人: | 湖南眾鑫新材料科技股份有限公司 |
| 主分類號: | C22C35/00 | 分類號: | C22C35/00;C22C29/16;C22C1/10 |
| 代理公司: | 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210 | 代理人: | 陳晨 |
| 地址: | 416100 湖南省湘西*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 氮化 鐵合金 制備 方法 | ||
一種氮化釩鐵合金的制備方法,包括以下步驟:(1)將釩源化合物、鐵源化合物、還原劑加入去離子水中,進行超聲攪拌反應1~3h,得混合溶液;其中,釩元素、鐵元素、還原劑的摩爾比為4∶1?1.1∶0.6?0.85;(2)將步驟(1)所得混合溶液噴霧干燥,得到固體粉末;(3)將步驟(2)所得固體粉末在氮氣氣氛中,于400~500℃下,焙燒8小時以上,再急冷至室溫,即得氮化釩鐵合金。本發明可以提高最終產品的含氮比例,本發明固氮所需要的溫度低,能夠有效穩定氮化釩鐵合金的結構,提高其性能。
技術領域
本發明涉及合金制備領域,具體涉及一種氮化釩鐵合金的制備方法。
背景技術
氮元素對微合金化鋼中的碳氮化物析出具有優異的強化效果。鋼中增氮具有以下作用:(1)可以明顯改善鋼的韌性和塑性,(2)可以還提高鋼的抗熱強度和蠕變能力,(3)可以改變釩的相間分布,(4)可以提高鋼的持久強度。目前,鋼中滲氮的方法主要有添加氮化釩鐵、氮化釩、釩鐵、富氮錳鐵、氮化硅鐵等。
氮化釩鐵是一種新型釩氮合金添加劑,性能優于釩鐵和氮化釩,被廣泛用于高強度螺紋鋼筋、高強度管線鋼、高強度型鋼等產品。氮化釩鐵比氮化釩比重大,具有更高的吸收率,具有更高的細化晶粒和提升強度、韌性、延展性等功能。
現有的制備氮化釩鐵的技術有很多,例如CN105483507A中公開了一種氮化釩鐵合金及其制備方法,該方法將釩氧化物、鐵氧化物或鐵以及碳質還原劑,按比例混合并壓制成塊,放入高溫爐中進行反應生成氮化釩鐵。該方法高溫反應包括高溫碳熱還原和中溫氮化反應兩個階段。該方法的優點是工藝流程簡單,但其缺點是氮化釩鐵中氮含量偏低,而且需要高溫反應。
CN104046824A中公開了一種氮化釩鐵及其制備方法,該方法將釩氧化物、碳質粉末、鐵粉、含水粘結劑和氮化促進劑相混合并壓實成塊狀物料,物料干燥后,在高溫條件下,經過預熱階段、過渡階段和氮化燒結階段制備氮化釩鐵。該方法雖然提高了氮的含量,但工藝流程相對復雜。CN103436770A中公開了一種氮化釩鐵的制備工藝,以氮氣氣氛保護,并且通過氮氣清洗使得推板窯的封閉倉內外氧含量保持一致,推板窯內依次設有預熱區、氮化區、降溫區和冷卻區四個區域,之后將粒度為5-20mm的50釩鐵連續輸送至封閉倉,發生氮化反應,得到氮化釩鐵。該方法同樣存在著工藝復雜以及氮含量偏低等問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是,克服現有技術的不足,提供一種氮化釩鐵合金的制備方法,該方法流程簡單,制備過程能耗低,所得氮化釩鐵合金含氮量較高。
本發明解決其技術問題采用的技術方案是,一種氮化釩鐵合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)將釩源化合物、鐵源化合物、還原劑加入去離子水中,進行超聲攪拌反應1~3h,得混合溶液;其中,釩元素、鐵元素、還原劑的摩爾比為4∶1-1.1∶0.6-0.85;
所述混合溶液中釩離子的濃度為0.2~0.5mol/L;濃度過低會降低產量,濃度過高則不利于最終合金的生成。
(2)將步驟(1)所得混合溶液噴霧干燥,得到固體粉末;
所述噴霧干燥進風口溫度為220~280℃,噴霧干燥蠕動泵轉速為500~1800rpm/min,噴霧干燥風機轉速為40~150HZ;
噴霧干燥可以將溶液瞬間揮發并幫助形成納米孔隙結構;此種條件下,使得材料在步驟(3)的較低焙燒溫度下,也能形成穩定結構,提高含氮量。
(3)將步驟(2)所得固體粉末在氮氣氣氛中,于400~500℃下,焙燒8小時以上(優選10-12小時),再急冷至室溫,即得氮化釩鐵合金。
進一步,步驟(1)中,超聲頻率為25~30KHz。
進一步,步驟(1)中,攪拌速率為1000~2000rpm/min。
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