[發明專利]一種富氮錳硅基材料的制備方法

有效

• 申請號: 201910814204.1
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110386821B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 梁新騰;曾建華;戈文蓀;陳均;陳煉
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 蔣勇

本發明涉及材料技術領域，尤其是一種富氮錳硅基材料的制備方法，所述富氮錳硅基材料的制備方法，化學成分以質量百分數計為：Mn含量40?60％，C含量10?20％，Si含量4?8％，N含量15?25％，其余為Fe，其包括如下步驟：a、將錳硅基礎材料破碎后，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、將球狀錳硅基礎材料送入加熱氮化爐的裝料坩堝中；d、球狀錳硅基礎材料在加熱氮化爐中進行氮化。該富氮錳硅基材料制備方法氮化效率高，錳硅基基礎材料N的收得率高，N能夠提高材料的抗拉強度和屈服強度，顯著增加了錳硅基基礎材料的強度，N是一種廉價的合金化元素，制備成本低，具有較好的技術經濟指標以及綜合經濟效益。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，尤其是一種富氮錳硅基材料的制備方法。

背景技術

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

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種強度高的富氮錳硅基材料的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種富氮錳硅基材料的制備方法，所述富氮錳硅基材料的化學成分以質量百分數計為：Mn含量40-60％，C含量10-20％，Si含量4-8％，N含量15-25％，其余為Fe，包括如下步驟：

a、將錳硅基礎材料破碎后，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、將球狀錳硅基礎材料送入加熱氮化爐的裝料坩堝中，所述加熱氮化爐包括爐體、第一軌道、行走小車、裝料坩堝、加熱電阻、測溫裝置，爐體包括連接在一起的加熱段、保溫段、降溫段，加熱段的進口端部設置有第一可推拉式密閉門，降溫段的出口端部設置有第二可推拉式密閉門，加熱段進口端部的四周設置有多個氮氣進管，降溫段出口端部的四周設置有多個氮氣出管，第一軌道、行走小車、裝料坩堝、加熱電阻、測溫裝置均設置在爐體中；

行走小車匹配設置在第一軌道上，且行走小車能夠沿第一軌道移動，裝料坩堝設置在行走小車中，加熱電阻均勻分布在爐體的加熱段、保溫段的側部和頂部；

d、球狀錳硅基礎材料在加熱氮化爐中進行氮化，具體為：首先打開第一可推拉式密閉門，關閉第二可推拉式密閉門，將行走小車沿第一軌道移動，使行走小車全部進入爐體的加熱段中，再關閉第一可推拉式密閉門，然后通過氮氣進管通入帶有壓力的氮氣，使爐體中充滿氮氣，加熱段的加熱電阻工作對球狀錳硅基礎材料進行加熱，使球狀錳硅基礎材料加熱至950-960℃，球狀錳硅基礎材料加熱完成后，將行走小車沿第一軌道移動至爐體的保溫段中，在保溫段保溫300-310min，再然后加熱電阻停止工作，將行走小車沿第一軌道移動至爐體的降溫段，直至降溫至室溫，最后打開第二可推拉式密閉門，將行走小車移動至爐體外面，從而完成球狀錳硅基礎材料的氮化。

進一步的是，在步驟a中，錳硅基礎材料的化學成分以質量百分數計為：Mn含量55-65％，C含量15-25％，Si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目粒級不少于總數的80％。

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

進一步的是，粘接劑為膨潤土。

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

進一步的是，爐體的長度在40-60m之間。

進一步的是，加熱氮化爐還包括控制器，加熱電阻、測溫裝置與控制器相連接。