CN101514406B - 一种氮化硅锰合金的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明提供一种真空烧结生产氮化硅锰的方法。利用本发明将选取硅锰合金、硅铁与相关添加剂混合、高温烧结等一系列加工过程后，制造出具有优异性能的氮化硅锰合金。采用氮化硅锰、铌微合金化生产HRB400，钢筋力学性能全部达到内控要求且强度富余量适中，一级抗震比例大于99％，钢筋综合力学性能较好；本发明生产的氮化硅锰加入钢中具有较好的增氮作用，在同等Nb含量和轧制工艺条件下，使Nb在钢中的沉淀强化和细化晶粒作用明显增强；采用氮化硅锰、铌微合金化生产HRB400和原工艺相比，炼钢合金成本降低，经济和社会效益十分显著。
Description
技术领域
本发明属于新型合金制造技术领域，具体涉及一种氮化硅锰合金的生产方法。
背景技术
目前国内一般采用钒氮合金和铌铁生产HRB400钢，但随着铌铁价格的攀升，铌微合金化HRB400钢生产成本不断增加，影响了企业的整体经济效益。Nb微合金化生产HRB400加入适量的氮化硅锰，使钢中的总氮含量增加，从而增强了Nb的细化晶粒和沉淀强化作用。因此，氮化硅锰加入后，在同等工艺条件下可以适当减少铌铁加入量。而且通过组合微化技术生产的HRB400钢完全达到国家规定的强度硬度标准。目前氮化硅锰的价格远远低于铌铁价格，因此采用氮化硅锰来代替铌铁添加进入生产程序来微合金化生产HRB400，可以进一步降低炼钢生产成本。采用氮化硅锰、铌微合金化生产HRB400，钢筋力学性能全部达到内控要求且强度富余量适中，一级抗震比例大于99％，钢筋综合力学性能较好。
发明内容
本发明提供一种真空烧结生产氮化硅锰的方法。利用本发明将选取硅锰合金、硅铁与相关添加剂混合、高温烧结等一系列加工过程后，制造出具有优异性能的氮化硅锰合金。所述生产方法如下步骤：：
a.首先将10～100份硅锰合金和20～200份硅铁粉碎至50～300目，混合后投入转炉，抽真空后，在转炉中通入氮气并加热升温至200℃～600℃反应1～10小时；
b.转炉反应后形成坚硬的块状物，粉碎成50～300目的粉末；在100份粉末中加入1～100份铁粉，混合均匀，然后加入黏合剂混合后用制球机制成的球状体；
c.将所制的球状体在300℃～1000℃的温度下在转炉中进行初步烧结，通氮气，反应2～10个小时后冷却至常温，粉碎成50～300目的粉末；在100份粉末中加入20～80份碳粉，混合均匀，然后加入黏合剂后重新用制球机制成球体；
d.将所制得的球体投入真空烧结炉中，抽真空后一直通氮气，在240℃～400℃加热2～4小时，在500～900℃加热2～5小时，在900℃～1500℃加热2～5小时，然后自然降温。在降温过程中不停的通氮，最终冷却至常温出炉。
采用氮化硅锰、铌微合金化生产HRB400，钢筋力学性能全部达到内控要求且强度富余量适中，一级抗震比例大于99％，钢筋综合力学性能较好；本发明生产的氮化硅锰加入钢中具有较好的增氮作用，在同等Nb含量和轧制工艺条件下，使Nb在钢中的沉淀强化和细化晶粒作用明显增强；采用氮化硅锰、铌微合金化生产HRB400和原工艺相比，炼钢合金成本降低，经济和社会效益十分显著。
具体实施方式
实施例1
取80份硅锰合金和100份硅铁粉碎至200目，投入转炉，抽真空后，在转炉中通入氮气并加热升温至300℃反应3小时。转炉反应后形成坚硬的块状物，粉碎成300目的粉末，在100份上述粉末中加入50份铁粉，混合均匀，然后加入黏合剂混合后用履带式制球机制成强度合适的球体。将所制的球在800℃的温度下在转炉中进行初步烧结，通氮气，反应3个小时后冷却至常温，粉碎成100目的粉末，在100份上述粉末中加入20份碳粉，混合均匀，然后加入黏合剂后重新制球。将所制得的球投入真空烧结炉中，抽真空后一直通氮气，在300℃加热2小时，在500℃加热4小时，在1000℃加热3小时，然后自然降温。在降温过程中不停的通氮，最终冷却至常温出炉，即得到氮化硅锰，所述使用的黏合剂为行业内普通黏合剂。
实施例2
取100份硅锰合金和100份硅铁粉碎至180目，投入转炉，抽真空后，在转炉中通入氮气并加热升温至300℃反应3小时。转炉反应后形成坚硬的块状物，粉碎成300目的粉末；在100份上述粉末中加入80份铁粉，混合均匀，然后加入黏合剂混合后用履带式制球机制成强度合适的球体。将所制的球在500℃的温度下在转炉中进行初步烧结，通氮气，反应7个小时后冷却至常温，粉碎成300目的粉末。在100份上述粉末中加入50份碳粉，混合均匀，然后加入黏合剂后重新制球。将所制得的球投入真空烧结炉中，抽真空后一直通氮气，在300℃加热3小时，在600℃加热3小时，在1300℃加热5小时，然后自然降温。在降温过程中不停的通氮，最终冷却至常温出炉，即得到氮化硅锰，所述使用的黏合剂为行业内普通黏合剂。
实施例3
取90份硅锰合金和100份硅铁粉碎至150目，投入转炉，抽真空后，在转炉中通入氮气并加热升温至300℃反应2小时。转炉反应后形成坚硬的块状物，粉碎成300目的粉末；在100份上述粉末中加入80份铁粉，混合均匀，然后加入黏合剂混合后用履带式制球机制成强度合适的球体。将所制的球在500℃的温度下在转炉中进行初步烧结，通氮气，反应7个小时后冷却至常温，粉碎成300目的粉末。在100份上述粉末中加入50份碳粉，混合均匀，然后加入黏合剂后重新制球。将所制得的球投入真空烧结炉中，抽真空后一直通氮气，在250℃加热3小时，在700℃加热3小时，在1200℃加热3小时，然后自然降温。在降温过程中不停的通氮，最终冷却至常温出炉，即得到氮化硅锰，所述使用的黏合剂为行业内普通黏合剂。
实施例4
取90份硅锰合金和100份硅铁粉碎至150目，投入转炉，抽真空后，在转炉中通入氮气并加热升温至300℃反应2小时。转炉反应后形成坚硬的块状物，粉碎成200目的粉末；在100份粉末中加入30份铁粉，混合均匀，然后加入黏合剂混合后用履带式制球机制成强度合适的球体。将所制的球在500℃的温度下在转炉中进行初步烧结，通氮气，反应3个小时后冷却至常温，粉碎成200目的粉末。在100份粉末中加入70份碳粉，混合均匀，然后加入黏合剂后重新制球。将所制得的球投入真空烧结炉中，抽真空后一直通氮气，在300℃加热2小时，在600℃加热3小时，在1000℃加热4小时，然后自然降温。在降温过程中不停的通氮，最终冷却至常温出炉，即得到氮化硅锰，所述使用的黏合剂为行业内普通黏合剂。
实施例5
取30份硅锰合金和100份硅铁粉碎至170目，投入转炉，抽真空后，在转炉中通入氮气并加热升温至300℃反应2小时。转炉反应后形成坚硬的块状物，粉碎成200目的粉末；在100份粉末中加入20份铁粉，混合均匀，然后加入黏合剂混合后用履带式制球机制成强度合适的球体。将所制的球在500℃的温度下在转炉中进行初步烧结，通氮气，反应3个小时后冷却至常温，粉碎成190目的粉末。在100份粉末中加入70份碳粉，混合均匀，然后加入黏合剂后重新制球。将所制得的球投入真空烧结炉中，抽真空后一直通氮气，在300℃加热2小时，在600℃加热2.5小时，在1000℃加热3小时，然后自然降温。在降温过程中不停的通氮，最终冷却至常温出炉，即得到氮化硅锰，所述使用的黏合剂为行业内普通黏合剂。
采用氮化硅锰、铌微合金化生产HRB400，钢筋力学性能全部达到内控要求且强度富余量适中，一级抗震比例大于99％，钢筋综合力学性能较好；本发明生产的氮化硅锰加入钢中具有较好的增氮作用，在同等Nb含量和轧制工艺条件下，使Nb在钢中的沉淀强化和细化晶粒作用明显增强；采用氮化硅锰、铌微合金化生产HRB400和原工艺相比，炼钢合金成本降低，经济和社会效益十分显著。
Claims (2)
1.一种真空烧结生产氮化硅锰的方法，其特征在于：所述生产氮化硅锰的方法包括如下步骤：
a.首先将10～100份硅锰合金和20～200份硅铁粉碎至50～300目，混合后投入转炉，抽真空后，在转炉中通入氮气并加热升温至200℃～600℃反应1～10小时；
b.转炉反应后形成坚硬的块状物，粉碎成50～300目的粉末；在100份粉末中加入1～100份铁粉，混合均匀，然后加入黏合剂混合后用制球机制成的球状体；
c.将所制的球状体在300℃～1000℃的温度下在转炉中进行初步烧结，通氮气，反应2～10个小时后冷却至常温，粉碎成50～300目的粉末；在100份粉末中加入20～80份碳粉，混合均匀，然后加入黏合剂后重新用制球机制成球体；
d.将所制得的球体投入真空烧结炉中，抽真空后一直通氮气，在240℃～400℃加热2～4小时，在500～900℃加热2～5小时，在900℃～1500℃加热2～5小时，然后自然降温，在降温过程中不停的通氮，最终冷却至常温出炉。
2.如权利要求1所述的真空烧结生产氮化硅锰的方法，其特征在于：所述生产氮化硅锰的方法包括如下步骤：
a.取100份硅锰合金和100份硅铁粉碎至180目，混合后投入转炉，抽真空后，在转炉中通入氮气并加热升温至300℃反应3小时；
b.转炉反应后形成坚硬的块状物，粉碎成300目的粉末；在100份上述粉末中加入80份铁粉，混合均匀，然后加入黏合剂混合后用履带式制球机制成强度合适的球体；
c.将所制的球体在500℃的温度下在转炉中进行初步烧结，通氮气，反应7个小时后冷却至常温，粉碎成300目的粉末，在100份上述粉末中加入50份碳粉，混合均匀，然后加入黏合剂后重新制成球体；
d.将所制得的球体投入真空烧结炉中，抽真空后一直通氮气，在300℃加热3小时，在600℃加热3小时，在1300℃加热5小时，然后自然降温，在降温过程中不停的通氮，最终冷却至常温出炉，即得到氮化硅锰。
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