CN102080169A - 氮化锰系合金制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：(1)将锰系合金放入真空氮化炉后通电，200℃时封闭炉门；(2)抽真空至炉内压力为-0.1～-0.06MPa，升温到500℃后送冷却循环水；(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.06～0.10MPa；(4)升温至800℃保温2～18h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电。本发明将500℃以下的温度范围为负压，可有效抽排反应物料析出的CO等气体，800℃时保温2～18h，促使快速渗氮；在700～900℃保持连续充氮、900-1120℃保持间隔充氮，使得成品含氮量提高到4～10％，并有效控制反应物料临界熔融的问题。
Description
技术领域
本发明属于冶炼，具体涉及一种生产氮化锰系合金的新方法。
背景技术
氮化锰系合金主要应用于不锈钢、高氮合金钢的生产工艺。传统氮化锰系合金制备工艺得到的成品中含氮量低，始终在1～4％之间，且氮化物料存在临界熔融的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术的不足，提供一种氮化锰系合金制备方法，既可以提高成品的含氮量，又可以有效控制氮化物料临界熔融的问题。
本发明的技术方案是以下述方法实现的：
氮化锰系合金制备方法，是将锰系合金放入真空氮化炉内进行氮化反应而得，按照下述步骤进行的：
(1)将锰系合金放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.1～-0.06Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.06～0.10Mpa；
(4)升温至800℃保温2～18h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
所述锰系合金为金属锰或者锰硅合金或者锰铁合金。
所述锰系合金是固体合金或者是60～200目的粉末合金。
室温到800℃的升温速率为40～60℃/h。
700～900℃要保持连续充氮。
900-1120℃要保持间隔充氮。
本发明中，将500℃以下的温度范围设为负压，可有效抽排反应物料析出的CO等气体，800℃时保温2～18h，促使快速渗氮；在700～900℃保持连续充氮、900-1120℃保持间隔充氮，使得最终成品含氮量提高到4～10％，并有效控制反应物料临界熔融的问题。
具体实施方式
实施例1
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将60～200目的中碳锰铁合金粉末或者由中碳锰铁合金粉制备的固体放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.10Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.10Mpa；
(4)升温至800℃保温2h，期间于三次排放炉内积水，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
室温到800℃的升温速率为40℃/h。
700～900℃反应过程中要保持连续充氮，连续充氮的过程如下：将炉内压力设定在0.01～0.10Mpa之间的一固定值，比如0.01Mpa、0.03Mpa、0.05Mpa、0.07Mpa、0.1Mpa；将充氮阀门打开，保持连续充氮状态，当渗氮反应减弱，炉内压力超过0.1Mpa时，升温30～50℃。之后转为在900-1120℃间隔充氮，间隔充氮是指当炉内压力降至0.01～0.05Mpa时，开充氮阀充氮，使炉内压力升到0.05～0.10Mpa，同时升温30～50℃保持该温度2～4h，随着渗氮反应的进行，当炉内压力降至0.01～0.05Mpa时，继续充氮，重复此充氮过程直至温度升至1120℃，渗氮反应结束(炉内压力不再下降)。
实施例2
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将60～200目的低碳锰铁合金粉末或者由低碳锰铁合金粉制备的固体放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.09Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.09Mpa；
(4)升温至800℃保温5h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
室温到800℃的升温速率为45℃/h。
其他同实施例1。
实施例3
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将60～200目的微碳锰铁合金粉末或者由微碳锰铁合金粉制备的固体放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.08Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.08Mpa；
(4)升温至800℃保温8h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
室温到800℃的升温速率为50℃/h。
其他同实施例1。
实施例4
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将60～200目的中碳锰硅合金粉末或者由中碳锰硅合金粉制备的固体放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.07Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.07Mpa；
(4)升温至800℃保温11h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
室温到800℃的升温速率为55℃/h。
其他同实施例1。
实施例5
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将60～200目的中碳锰铁合金粉末或者由中碳锰铁合金粉制备的固体放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.06Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.06Mpa；
(4)升温至800℃保温14h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
室温到800℃的升温速率为60℃/h。
其他同实施例1。
实施例5
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将60～200目的低碳锰硅合金粉末或者由低碳锰硅合金粉制备的固体放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.06Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.06Mpa；
(4)升温至800℃保温17h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
室温到800℃的升温速率为60℃/h。
其他同实施例1。
实施例6
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将60～200目的微碳锰硅合金粉末或者由微碳锰硅合金粉制备的固体放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.08Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.09Mpa；
(4)升温至800℃保温18h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
室温到800℃的升温速率为58℃/h。
其他同实施例1。
实施例7
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将60～200目的金属锰粉或者由金属锰粉制备的固体放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.07Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.08Mpa；
(4)升温至800℃保温15h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
室温到800℃的升温速率为51℃/h。
其他同实施例1。
实施例8
氮化锰系合金制备方法，是按照下述步骤进行的：
(1)将锰系合金放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.1～-0.06Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.06～0.10Mpa；
(4)升温至800℃保温2～18h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
所述锰系合金为金属锰或者锰硅合金或者锰铁合金。
所述锰系合金是固体合金或者是60～200目的粉末合金，其中固体合金是将细粉中加入结合剂预制成多种形状的固体状物料。
室温到800℃的升温速率为40～60℃/h。
700～900℃要保持连续充氮。
900-1120℃要保持间隔充氮。
其他同实施例1。
Claims (6)
1.氮化锰系合金制备方法，是将锰系合金放入真空氮化炉内进行氮化反应而得，其特征在于是按照下述步骤进行的：
(1)将锰系合金放入真空氮化炉后通电，从室温升到200℃时封闭炉门；
(2)抽真空至炉内压力为-0.1～-0.06Mpa，升温到500℃后送冷却循环水；
(3)升温至600℃时充入氮气保持炉内压力为0.06～0.10Mpa；
(4)升温至800℃保温2～18h，之后升温至1120℃，渗氮反应结束后断电降温后出炉。
2.根据权利要求1所述的氮化锰系合金制备方法，其特征在于：所述锰系合金为金属锰或者锰硅合金或者锰铁合金。
3.根据权利要求2所述的氮化锰系合金制备方法，其特征在于：所述锰系合金是固体合金或者是60～200目的粉末合金。
4.根据权利要求1所述的氮化锰系合金制备方法，其特征在于：室温到800℃的升温速率为40～60℃/h。
5.根据权利要求4所述的氮化锰系合金制备方法，其特征在于：700～900℃要保持连续充氮。
6.根据权利要求5所述的氮化锰系合金制备方法，其特征在于：900-1120℃要保持间隔充氮。
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