[發(fā)明專利]一種低氧釩氮合金的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811435350.5
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109280798B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春雨
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南眾鑫新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C29/16;C22C35/00
• 代理公司: 43210 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳晨

一種低氧釩氮合金的制備方法，該方法是將粉末狀釩化合物和碳質(zhì)粉劑按一定比例加入到真空感應(yīng)加熱爐中進(jìn)行碳化反應(yīng)，然后混合成型劑以及濕磨介質(zhì)加入到濕磨機(jī)中進(jìn)行濕磨處理，接著進(jìn)行噴霧干燥制成碳化釩顆粒，然后在真脫蠟燒結(jié)一體爐中依次進(jìn)行脫除成型劑工藝，預(yù)燒結(jié)工藝以及滲氮工藝，最后制成低氧的釩氮合金。采用該發(fā)明，能有效降低碳化反應(yīng)和氮化反應(yīng)的溫度，大幅度降低成品釩氮合金的氧含量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種低氧釩氮合金的制備方法。

背景技術(shù)

釩氮合金是一種新型合金添加劑，可以替代釩鐵用于微合金化鋼的生產(chǎn)，氮化釩添加于鋼中能提高鋼的強(qiáng)度、韌性、延展性及抗熱疲勞性等綜合機(jī)械性能，并使鋼具有良好的可焊性，在達(dá)到相同強(qiáng)度下，添加氮化釩可節(jié)約釩加入量30-40%，進(jìn)而降低成本。近年來，由于釩氮微合金化技術(shù)明顯的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，使得釩氮微合金在高強(qiáng)度鋼筋、非調(diào)質(zhì)鋼、高強(qiáng)度板帶、CSP 產(chǎn)品、高強(qiáng)度厚板和厚壁H 型鋼、無縫鋼管、工具鋼等產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是在我國的逐漸推廣，釩氮合金化技術(shù)的發(fā)展也取得了明顯的成效。

目前，關(guān)于釩氮合金生產(chǎn)方法，見有關(guān)方面報(bào)導(dǎo)有多種多樣，在原料配比、制備工藝過程、加熱用爐窯等方面各有不同。釩氮合金是一種新型鋼鐵添加劑，目前釩氮合金的生產(chǎn)方法均是將釩的氧化物和碳質(zhì)還原劑壓制成固體狀后，在燒結(jié)爐內(nèi)的高溫、正壓的氮?dú)夥諊鷥?nèi)進(jìn)行還原、氮化生產(chǎn)釩氮合金；其中反應(yīng)過程中，碳質(zhì)還原劑將氧化釩還原成碳化釩，然后進(jìn)一步氮化為釩氮合金，反應(yīng)過程中始終保持氧元素的存在，同時(shí)由于正壓的原因，導(dǎo)致釩氧化物還原不徹底、產(chǎn)品氧含量殘留度度高，并影響其在鋼鐵中的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低氧釩氮合金的制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明之低氧釩氮合金的生產(chǎn)方法，包括下述步驟：

步驟一：將粉末狀釩化合物和碳質(zhì)粉劑加入到真空感應(yīng)加熱爐中，在真空度為100Pa、溫度為1100℃-1400℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，保溫3-5小時(shí)，然后冷卻至室溫，出料后的碳化釩用第一密封料筒裝起來，密封料筒中通入氮?dú)獗Ｗo(hù)；

步驟二：將密封料筒內(nèi)的碳化釩導(dǎo)入到氣氛保護(hù)的可傾式濕磨機(jī)內(nèi)，并在可傾式濕磨機(jī)內(nèi)加入成型劑以及濕磨介質(zhì)進(jìn)行濕式球磨，可傾式濕磨機(jī)內(nèi)通氮?dú)獗Ｗo(hù)，經(jīng)可傾式濕磨機(jī)球磨4-6小時(shí)后，混合均勻形成碳化釩料漿，倒入第二密封料筒；

步驟三：將裝有碳化釩料漿的第二密封料筒置于噴霧干燥塔上，利用干燥的熱氮?dú)鈱Φ诙芊饬贤矁?nèi)的碳化釩料漿進(jìn)行噴霧干燥，完成對碳化釩料漿的干燥，并同時(shí)對濕磨介質(zhì)進(jìn)行回收，制成混有成型劑的碳化釩顆粒，用第三密封料筒將混有成型劑的碳化釩顆粒密封保存；

步驟四：將第三密封料筒內(nèi)的混有成型劑的碳化釩顆粒置于真空脫蠟燒結(jié)一體加熱爐中，在爐中通入氮?dú)?，首先對混有成型劑的碳化釩顆粒進(jìn)行脫除成型劑工序，然后繼續(xù)升溫進(jìn)行預(yù)燒結(jié)成型，形成多孔狀碳化釩顆粒，然后繼續(xù)升溫進(jìn)行滲氮，最后將爐溫冷卻至室溫，制成顆粒狀的低氧釩氮合金。

優(yōu)選的，步驟一中，粉末狀釩化合物為五氧化二釩、偏釩酸氨中的至少一種。碳質(zhì)粉劑為石墨粉、木炭粉中的至少一種。粉末狀釩化合物和碳質(zhì)粉劑按照重量份數(shù)的配比比例為100份：27~29份。

優(yōu)選的，步驟一中，在粉末狀釩化合物和碳質(zhì)粉劑中混合0.8-1份的還原鐵粉。還原鐵粉的平均粒度為20-30微米。

優(yōu)選的，步驟二中，成型劑為石蠟、聚乙二醇（PEG）中的至少一種。濕磨介質(zhì)為無水乙醇、丙酮、汽油中的至少一種。

優(yōu)選的，步驟三中，噴霧干燥用的熱氮?dú)獾臏囟葹?60-180℃。