[發(fā)明專利]一種富氮錳基材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910814051.0
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110408884B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁新騰;曾建華;戈文蓀;陳均;陳煉
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C23C8/24
• 分類號: C23C8/24;C22C22/00;C22C30/00
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 蔣勇

本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種富氮錳基材料及其制備方法，所述富氮錳基材料，化學(xué)成分以質(zhì)量百分數(shù)計為：Mn含量40?60％，C含量10?20％，MnO含量4?8％，N含量15?25％，其余為Fe，其制備方法，包括如下步驟：a、將錳基礎(chǔ)材料破碎后，再研磨成一定粒度的細粉；b、將步驟a中得到的細粉壓制成球狀；c、將球狀錳基礎(chǔ)材料送入加熱氮化爐中；d、球狀錳基礎(chǔ)材料在加熱氮化爐中進行氮化。該富氮錳基材料制備方法氮化效率高，錳基基礎(chǔ)材料N的收得率高，N能夠提高材料的抗拉強度和屈服強度，顯著增加了錳基基礎(chǔ)材料的強度，N是一種廉價的合金化元素，制備成本低，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標以及綜合經(jīng)濟效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種富氮錳基材料及其制備方法。

背景技術(shù)

錳基材料作為一種合金，其由Mn、C、MnO、Fe等構(gòu)成，越來越多地用在工業(yè)中，但是，有些地方對材料的強度要求較高，目前的錳基材料不能滿足其強度要求而不能被使用，從而影響錳基材料的使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種強度高的富氮錳基材料。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種富氮錳基材料，化學(xué)成分以質(zhì)量百分數(shù)計為：Mn含量40-60％，C含量10-20％，MnO含量4-8％，N含量15-25％，其余為Fe。

另外，本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供一種強度高的富氮錳基材料制備方法。

用于上述富氮錳基材料的制備方法，包括如下步驟：

a、將錳基礎(chǔ)材料破碎后，再研磨成一定粒度的細粉；

b、將步驟a中得到的細粉壓制成球狀；

c、將球狀錳基礎(chǔ)材料送入加熱氮化爐中；

d、球狀錳基礎(chǔ)材料在加熱氮化爐中進行氮化，首先將球狀錳基礎(chǔ)材料加熱至950-960℃，然后保溫300-310min，最后降溫至室溫，氮化過程全程處于氮氣氣氛下。

進一步的是，在步驟a中，錳基礎(chǔ)材料的化學(xué)成分以質(zhì)量百分數(shù)計為：Mn含量55-65％，C含量15-25％，MnO含量5-10％，其余為Fe。

進一步的是，在步驟a中，細粉的粒級≤200目，且小于250目粒級不少于總數(shù)的80％。

進一步的是，在步驟b中，細粉壓制成球狀錳基礎(chǔ)材料過程中加入粘接劑和水分，成球后再經(jīng)過晾曬，使球狀錳基礎(chǔ)材料中的水分≤0.5％。

進一步的是，粘接劑為膨潤土。

進一步的是，在步驟b中，壓制成球狀錳基礎(chǔ)材料的截面直徑在10-15mm之間。

進一步的是，加熱氮化爐包括爐體、底座、裝料坩堝、殼體、加熱電阻，底座、裝料坩堝、殼體、加熱電阻均設(shè)置在爐體中，殼體可拆卸設(shè)置在底座上，殼體與底座所形成的空間為反應(yīng)室，裝料坩堝位于反應(yīng)室中，加熱電阻位于殼體的周圍，爐體的底部設(shè)置有氮氣進管，氮氣進管的出口端位于反應(yīng)室中，爐體的頂部設(shè)置有氮氣出管。

進一步的是，加熱氮化爐還包括熱電偶，熱電偶設(shè)置在爐體中。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明富氮錳基材料中包含15-25％的N，N能夠提高材料的抗拉強度和屈服強度，顯著增加了錳基基礎(chǔ)材料的強度，N是一種廉價的合金化元素，制備成本低，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標以及綜合經(jīng)濟效益。同時，本發(fā)明提供的富氮錳基材料制備方法，首先將錳基礎(chǔ)材料破碎后，再研磨成一定粒度的細粉，然后再將細粉壓制成球狀，最后將球狀錳基礎(chǔ)材料就送入加熱氮化爐中進行氮化，氮化時先將球狀錳基礎(chǔ)材料加熱至950-960℃，然后保溫300-310min，最后降溫至室溫，氮化過程全程處于氮氣氣氛下，從而得到本發(fā)明富氮錳基材料；該富氮錳基材料制備方法氮化效率高，錳基基礎(chǔ)材料N的收得率高，得到的富氮錳基材料性能穩(wěn)定，利于推廣。