一种氮化钒和氮化钒铁合金增强剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106086308A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610711104.2(22)申请日2016.08.23(71)申请人马鞍山市恒兴耐火炉料厂地址243000安徽省马鞍山市博望区丹阳镇西城工业集中区(72)发明人陈来祥(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人蒋海军(51)Int.Cl.C21C7/00(2006.01)C22C29/16(2006.01)权利要求书2页说明书8页(54)发明名称一种氮化钒和氮化钒铁合金增强剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种氮化钒和氮化钒铁合金增强剂及其制备方法和应用，属于特种合金材料领域。该增强剂的组成成分为：Si：23～66％，Mn：0.1～17.5％，N：11～37％，Ti：0～9.6％，Cr：0～7.3％，Al：0.03～5.6％，C：0.1～1.9％，P≤0.10％，S≤0.15％，余量为Fe和杂质。本发明优选固氮合金元素如硅、锰元素，并让N与其形成氮化物，主要有以下特点：一是与氮结合率高，二是对钢水有益无害，三是有利钢水脱氧、脱硫优化氮化钒和氮化钒铁微合金化的热力学环境，可以固化更多的氮离子，大幅度提高合金元素的利用率。CN106086308ACN106086308A权利要求书1/2页1.一种氮化钒和氮化钒铁合金增强剂，其特征在于：其组成成分及各组分质量分数为：Si：23～66％，Mn：0.1～17.5％，N：11～37％，P≤0.10％，S≤0.15％，余量为Fe和杂质。2.根据权利要求1所述的一种氮化钒和氮化钒铁合金增强剂，其特征在于：组分中还包括Ti和Cr元素，Ti质量分数为：0～9.6％，Cr质量分数为：0～7.3％。3.根据权利要求1或2所述的一种氮化钒和氮化钒铁合金增强剂，其特征在于：组分中还包括Al和C元素，Al质量分数为：0.03～5.6％，C质量分数为：0.1～1.9％。4.权利要求1-3中任意一项所述的氮化钒和氮化钒铁合金增强剂的制备方法，其步骤为：(1)选择原材料：硅铁、金属硅、硅锰、锰铁、钛铁、铬铁、铝铁中二种以上物料；(2)将步骤(1)中选定的物料分别破碎、磨细，其粒度≤0.35mm；(3)将步骤(2)中得到的细料进行调配并添加1.2～2％结合剂充分混匀后造粒，其粒度小于≤4.0mm；(4)将步骤(3)中制得的颗粒料进行干燥，干燥炉内充入氮气或氩气，温度控制在300～350℃，然后保温处理6～8小时；(5)将干燥后的颗粒料放入流态化氮化炉里进行氮化处理，氮化过程中，细料处于流态化状态，同时通入氮气，氮气压力大于0.2MPa，炉膛内温度先升温至750～850℃，保温2.5～3小时，再升温至1000～1050℃，保温3～4小时，然后炉膛温度升至1200～1300℃，保温8～9小时；(6)氮化处理结束后，仍然密封炉膛，缓冷至120℃以下，即得到氮化钒和氮化钒铁增强剂细料。5.根据权利要求4所述的氮化钒和氮化钒铁合金增强剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的硅铁的组成成分和各组分的质量分数为：Si：70～72％，Mn≤0.7％，Al：0.3～0.9％，C：0.1～0.3％，P≤0.10％，S≤0.12％，余量为Fe和杂质；金属硅的组成成分和各组分的质量分数为：Si≥96％，Fe≤1.8％，Al≤0.3％，C≤0.05％，P≤0.05％，S≤0.06％。6.根据权利要求4所述的氮化钒和氮化钒铁合金增强剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)硅锰的组成成分和各组分的质量分数为：Mn：65％，Si：17％，C：3.2％，Al：0.3％，P≤0.15％，S≤0.20％，余量为Fe和杂质；锰铁的组成成分和各组分的质量分数：Mn：65～70％，C：≤6.0％，Si：≤2％，Al：≤0.25％，P≤0.20％，S≤0.03％，余量为Fe和杂质。7.根据权利要求4所述的氮化钒和氮化钒铁合金增强剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的钛铁组成成分及各组分质量分数为Ti：69～72％，Si≤1.2％，Mn≤1.5％，Al≤5.0％，C≤0.4％，P≤0.05％，S≤0.04％，余量为Fe；铬铁组成成分及各组分质量分数为Cr：52～60％，Si≤3.0％，C≤2.0％，P≤0.06％，S≤0.05％，余量为Fe；铝铁组成成分及各组分质量分数为Al：74％，Fe：25％，Si≤0.17％，Mn≤0.5％，C≤0.3％，P≤0.2％，S≤0.2％，余量为少量杂质。8.根据权利要求4-7中任意一项所述的氮化钒和氮化钒铁合金增强剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的结合剂的组成和各组分的质量分数：聚碳硅烷31～42％，硅酸溶胶46～60％，羚甲基纤维素7