[發明專利]一種鋁硼鉻氮鐵合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210465915.4
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114990420B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 吳光亮;吳昊天;肖業明
• 申請（專利權）人: 長沙東鑫環保材料有限責任公司;中南大學
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C22C29/16;C22C1/056
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹

1.一種鋁硼鉻氮鐵合金的制備方法，其特征在于：按設計比例配取鋁源、硼源、鉻源、碳還原劑、鐵源、催化劑、熔點調節劑，混合，獲得混合粉，在真空環境下于1150-1260℃進行真空燒結5-90min，然后再于氮氣氣氛下于1190-1330℃進行氮化燒結20-480min；獲得鋁硼鉻氮鐵合金中間產物，將鋁硼鉻氮鐵合金中間產物與活化劑混合、破碎獲得活化料，在真空環境下于200-600℃進行活化燒結1-24h，即得鋁硼鉻氮鐵合金；

所述鋁硼鉻氮鐵合金，按質量百分比計，成分組成如下：鋁6-30％，硼2-26％，鉻6-38％，碳0.1-14％，氮12-32％，鐵3-35％，硫≤0.15％，磷≤0.15％，其余為不可避免的雜質。

2.根據權利要求1所述的一種鋁硼鉻氮鐵合金的制備方法，其特征在于：將鉻含量為40-60wt％的鉻礦粉、金屬鉻、鉻鐵粉中的一種20-65％，碳含量大于85％的碳質還原劑1-16％，金屬鋁粉8-32％，金屬硼粉或硼鐵粉8-16％，金屬鐵或還原鐵粉3-35％，催化劑1-3％，熔點調節劑1-3％，按總質量百分比100％混合均勻、細磨獲得混合粉。

3.根據權利要求1或2所述的一種鋁硼鉻氮鐵合金的制備方法，其特征在于：

所述催化劑為V₂O₅、金屬錳粉、工業純鐵中的一種或多種組合；

所述熔點調節劑為納米堿金屬氧化物、納米螢石粉中的一種或多種組合；

所述混合粉粒徑為-400目～-80目；

所述真空燒結的真空度為20-67KPa；

所述真空燒結時的升溫速率為8-32℃/min；

所述氮化燒結時，為正壓環境，氮氣流量為2-15Nm³/min，壓力為0.12-4.5Mpa；

氮化燒結完成后，反應產物隨爐冷卻至180-410℃，獲得鋁硼鉻氮鐵合金中間產物。

4.根據權利要求1所述的一種鋁硼鉻氮鐵合金的制備方法，其特征在于：

將鋁硼鉻氮鐵合金中間產物與活化劑混合、破碎至-80目獲得活化料；

所述活化劑為納米碳粉、納米純硼粉、納米堿金屬和稀土金屬粉中的一種或多種組合；

所述活化燒結于真空微波燒結爐中于微波的輔助下進行；

所述活化燒結時的升溫速率為5-30℃/min，活化燒結完成后，以2-23℃/min隨爐冷卻到100-260℃。

5.根據權利要求1所述的一種鋁硼鉻氮鐵合金的制備方法，其特征在于：按質量百分比計，成分組成如下：鋁11.96-24.8％，硼2.28-21.43％，鉻9.2-37.2％，碳0.21-13.15％，氮13.67-31.6％，鐵3.32-34.63％，硫≤0.13％，磷≤0.12％，其余為不可避免的雜質。

6.根據權利要求1所述的一種鋁硼鉻氮鐵合金的制備方法，其特征在于：按質量百分比計，成分組成如下：鋁13.53-24.8％，硼6.14-21.43％，鉻9.2-25.69％，碳0.36-13.15％，氮22.16-31.6％，鐵3.32-34.63％，硫≤0.12％，磷≤0.12％，其余為不可避免的雜質。

7.根據權利要求1所述的一種鋁硼鉻氮鐵合金的制備方法，其特征在于：按質量百分比計，成分組成如下：鋁13.53-24.8％，硼6.14-21.43％，鉻11.2-18.8％，碳0.97-3.46％，氮22.29-26.81％，鐵14.02-34.63％，硫≤0.12％，磷≤0.11％，其余為不可避免的雜質。

8.根據權利要求1所述的一種鋁硼鉻氮鐵合金的制備方法，其特征在于：所述鋁硼鉻氮鐵合金，熔點為1480-1520℃，密度為4.5-5.6t/m³。

9.權利要求1-8任意一項所述制備方法所制備的一種鋁硼鉻氮鐵合金的應用，其特征在于：將所述鋁硼鉻氮鐵合金作為高強氮微合金化鋼生產的強化合金。