CN102703793B - 一种微碳氮化铬铁的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微真空和微正压烧结生产微碳氮化铬铁的方法，首先将高碳铬铁生成降碳铬铁粉，再由高碳铬铁粉和氧化过的降碳铬铁粉制成型块，在微真空烧结反应炉内微真空状态下烧结、微正压状态下氮化，最终形成微碳氮化铬铁合金，该方法是在常压、低温、用低价原料生产出高品质的氮化铬铁，从而达到在冶炼不锈钢时用大量微碳氮化铬铁代替镍的用量，进一步降低炼钢成本。

Description

一种微碳氮化铬铁的生产方法
技术领域
本发明属于新材料技术的高性能金属材料及特殊合金材料生产技术领域，具体涉及一种氮化铬铁的生产新方法。
背景技术
目前国内一般采用高压、高温的方法生产微碳氮化铬铁，这种方法需要熔炼时间长，能耗高，产量低，不利于我国的不锈钢产业发展。公开号1379119 公开了一种氮化铬铁的生产工艺，其步骤为：将块状微碳铬铁破碎成小颗粒，加入中频炉内升温至600-900℃，抽真空，真空度大于6X10-2Pa时，充氮气，并加压至0.5Mpa以上，继续向炉内充氮保压升温，将炉内温度提高到1600℃，铬铁完全液化时解除压力，出炉浇铸即得氮化铬铁。该方法仅能采用微碳铬铁为原料，且在制备过程中要求抽真空的真空度较高，加热温度达到1600℃，熔炼时间长，能耗高。公开号CN101994083A 公开了一种以微波为热源生产氮化铬铁的方法，以2.45GHz微波为热源，将粒度≤10mm的中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁颗粒在0.005～0.01MPa氮气气氛下经过2～2.5小时的预热从室温升到900℃，然后保持在900℃～1500℃进行4～6小时的氮化反应和烧结致密化，冷却后所得到的氮化铬铁含氮量为3wt％～6wt％。该方法没有降碳步骤，含碳量较高，不适于在冶炼不锈钢时用微碳氮化铬铁代替镍的用量。
发明内容
本发明的目的是提供一种微真空和微正压烧结生产微碳氮化铬铁的方法。可在常压、低温、用低价原料生产出高品质的氮化铬铁，从而达到在冶炼不锈钢时用大量微碳氮化铬铁代替镍的用量，进一步降低炼钢成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该微碳氮化铬铁的生产方法，其特征在于按下述步骤制备：
1、首先在高碳铬铁中加入氧化剂，按含碳和氧化剂摩尔比为1：1加入，然后粉碎至100-150目，混合后投入氧化炉吹氧氧化并加热升温至200-900℃，反应2-8小时变蓝降碳，生成降碳铬铁粉；
2、将100-150目的高碳铬铁粉和氧化过的降碳铬铁粉按重量比为1:1比例混合均匀，然后加入黏合剂混合，由冲压机压制成型块；
3、将型块装入烘干炉在300℃左右温度下初步烧结，出炉后直接装入微真空烧结反应炉内，抽真空使烧结反应炉内呈微真空状态，将反应产生的废气排出，加热至200-500℃温度下保温2-4小时，加热至900-1200℃下保温3-5小时，然后向微真空烧结反应炉内通入大量氮气至微正压，保持3小时左右，然后进行降温，最终冷却至常温出炉；
4、破碎、包装为成品。
本发明氮化铬铁的生产方法，可在常压、低温、用低价原料生产出高品质的氮化铬铁，从而达到在冶炼不锈钢时用大量微碳氮化铬铁代替镍的用量，进一步降低炼钢成本之目的。该方法是通过将高碳铬铁与相关氧化剂混合，在一定温度下使高碳铬铁中的碳与氧化剂发生固相反应，产生气态一氧化碳，达到固态氧化除碳，微真空的目的是抽走脱碳过程中产生的一氧化碳等废气，微正压烧结利于铬铁的氮化，从而制造出具有优异性能的氮化铬铁合金。
1、采用微碳氮化铬铁，在冶炼不锈钢的生产中，可大量节约镍的用量，钢的力学性能和耐腐蚀性能全部达到内控要求，且其它性能适中，钢材的综合性能较好。
2、本发明生产的微碳氮化铬铁，加入钢中具有较好的増氮作用，使钢中的微合金和氮结合，促进3NbN  ZiN 大量形成和析出，并使析出相尺寸明显减少，使Ni在钢中的沉淀强化和细化晶粒作用明显增强，并减少Ni的用量。
3、采用微碳氮化铬铁生产不锈钢和原工艺相比，炼钢合金成本降低，经济和社会效益十分显著。
通过检测报告可知，上述方法生产的微碳氮化铬铁符合国家标准要求。
附图说明
图1为检测报告图表。
具体实施方式
该微碳氮化铬铁的生产方法，其特征在于按下述步骤制备：
1、首先在高碳铬铁中加入氧化剂，按含碳和氧化剂摩尔比为1：1加入，然后粉碎至100-150目，混合后投入氧化炉吹氧氧化并加热升温至200-900℃，反应2-8小时变蓝降碳，生成降碳铬铁粉；氧化剂采用铁氧化物或锰系氧化物；
2、将100-150目的高碳铬铁粉和氧化过的降碳铬铁粉按重量比为1:1比例混合均匀，然后加入黏合剂混合，由冲压机压制成10×24×6㎝的型块；
3、将型块装入烘干炉在300℃左右温度下初步烧结，出炉后直接装入微真空烧结反应炉内，抽真空使烧结反应炉内呈微真空状态，将反应产生的废气排出，加热至200-500℃温度下保温2-4小时，加热至900-1200℃下保温3-5小时，然后向微真空烧结反应炉内通入大量氮气至微正压，保持3小时左右，然后进行降温，最终冷却至常温出炉；
4、破碎、包装为成品。
通过检测报告（见图1）可知，上述方法生产的微碳氮化铬铁符合国家标准要求。

Claims (1)

1.一种微碳氮化铬铁的生产方法，其特征在于按下述步骤制备：
1）、首先在高碳铬铁中加入氧化剂，按含碳和氧化剂摩尔比为1：1加入，然后粉碎至100-150目，混合后投入氧化炉吹氧氧化并加热升温至200-900℃，反应2-8小时变蓝降碳，生成降碳铬铁粉；
2）、将100-150目的高碳铬铁粉和氧化过的降碳铬铁粉按重量比为1:1比例混合均匀，然后加入黏合剂混合，由冲压机压制成型块；
3）、将型块装入烘干炉在300℃左右温度下初步烧结，出炉后直接装入微真空烧结反应炉内，抽真空使烧结反应炉内呈微真空状态，将反应产生的废气排出，加热至200-500℃温度下保温2-4小时，加热至900-1200℃下保温3-5小时，然后向微真空烧结反应炉内通入大量氮气至微正压，保持3小时左右，然后进行降温，最终冷却至常温出炉；
4）、破碎、包装为成品。
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