一种钒氮合金的生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103243254A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103243254103243254A(43)申请公布日2013.08.14(21)申请号201310162274.6(22)申请日2013.05.06(71)申请人南通汉瑞实业有限公司地址226300江苏省南通市通州区兴东镇孙李桥村东一组(72)发明人葛广凯喻华戴红梅(74)专利代理机构北京一格知识产权代理事务所(普通合伙)11316代理人滑春生(51)Int.Cl.C22C29/16(2006.01)C22C1/10(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书3页说明书3页(54)发明名称一种钒氮合金的生产方法(57)摘要本发明提供一种钒氮合金的生产方法，包括以下步骤：a）将五氧化二钒还原成四氧化二钒；b）向四氧化二钒中添加碳质粉末，进行干粉挤压制球；c）成型后的球投中频竖炉内，抽真空至300Pa以下，加热至1000℃；然后充入氮气，保证正压0.8-1.0MPa，温度升至1200℃-1500℃，保温3-5小时；然后氮气保证正压0.3-0.5MPa，温度升至1500℃-1600℃，保温1小时；最后把物料冷却到200℃以下，出仓，产品即为钒氮合金。该方法克服了现有钒氮合成生产工艺中五氧化二钒熔点低，温度控制要求苛刻，三氧化二钒常态不稳定，容易被氧化的不足，对温度控制要求相对宽松，设备简单，产品质量稳定，生产过程平稳，生产成本低。CN103243254ACN103245ACN103243254A权利要求书1/1页1.一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：a）五氧化二钒在持续通入氮气、氢气混合气体的隧道窑中还原成四氧化二钒，温度为340-510℃，保温时间为3-5小时；b）向四氧化二钒中加入碳质粉末，在对滚压球机上进行干粉压球，制坯；c）成型后的料坯投入中频竖炉内，对中频炉抽真空至100-300pa，同时加热到900-1100℃，保温1-2小时；对炉内充入氮气，氮气流速为6-8m3/h，保证正压0.8-1.0Mpa，将温度升至1200-1500℃，保温3-5小时，进行碳化反应，生成碳化钒；氮气保证正压0.3-0.5MPa，温度升至1500-1600℃，保温1小时，进行氮化反应，生成氮化钒，并使钒氮合金致密化，增加表观密度；最后将物料在炉内冷却到100-200℃，出仓，制得钒氮合金产品。2.根据权利要求1所述的一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：步骤a）氮气、氢气气体压力为0.4-0.6MPa，氮气流量为3.5-4.5m3/h，氢气流量为6-7m3/h。3.根据权利要求1所述的一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：步骤b）的碳质粉末为石墨粉、鳞片石墨。4.根据权利要求2所述的一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：步骤b）的碳质粉末为石墨粉。5.根据权利要求1所述的一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：步骤b）中四氧化二钒和碳质粉末的质量比为4-5:1。6.根据权利要求1所述的一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：步骤b）中对滚压球机的成型压力为60-100MPa。7.根据权利要求1所述的一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：步骤b）中对滚压球机的给料速度为1000-4000kg/h。8.根据权利要求1所述的一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：步骤b）中坯料为直径30-50mm、厚度10-30mm的椭球形。9.根据权利要求1所述的一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：制品钒氮合金的氮含量为16%-18%。2CN103243254A说明书1/3页一种钒氮合金的生产方法技术领域[0001]本发明涉及一种新型钢铁添加剂——钒氮合金的生产方法，属于冶金技术领域。背景技术[0002]钒氮合金是一种新型合金添加剂，可以替代钒铁用于微合金化钢的生产，氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊性，在达到相同强度下，添加氮化钒节约钒加入量30-40%，进而降低了成本。近年来，由于钒氮微合金化技术明显的技术与经济优势，使得钒氮微合金在高强度钢筋、非调质钢、高强度板带、CSP产品、高强度厚板和厚壁H型钢、无缝钢管、工具钢等产品的研发生产中得到了广泛的应用。尤其是在我国的逐渐推广，钒氮合金化技术的发展也取得了明显的成效。[0003]目前，钒氮合金生产的工业方法多种多样，但从直接原料上来分，主要有两种工艺：一种以五氧化二钒加碳质还原剂高温还原氮化合成钒氮合金；一种以三氧化二钒加碳质还原剂高温还原氮化合成钒氮合金。其中第一种工艺由于五氧化二钒熔点低（690℃），在钒氮合金生产过程中要使其在转变为液相之前全部转变为熔点较高的四氧化二钒或者三氧化二钒，温度控制要求苛刻，设备要求高。第