[发明专利]一种钒氮合金的生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钒氮合金的生产方法。

背景技术：

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。目前，美国是采用密封的负压状态下碳化与氮化，采用硅钼棒给物料加热，在常温下自然冷却，时间长达60小时/炉，时间太长物料特性不容易控制，由于炉体的容积率是不变的，所以其产能低，单位成本电耗很大，也容易在加热过程中产生细小的微粒严重影响了成品的密度，所以其吸收率徘徊在95左右；国内通过研究目前采用敞开式推板窑，采用同美国一样的加热冷却方式，同样存在单位成本电耗在16000-17000kmh/吨的缺点。由于物料是运动中的，其渗氮率很不稳定，其成品合格率在85-90％。由于钒氮合金的生产工艺要求在高温状态下进行传动，所以其传动部件经常性故障，造成维修率高且整条的生产线维修一次至少需要7天左右的时间才能正常生产，严重影响产能，而且初期基本是每月时间用在维修上。随着机器运转正常每运行一个月还是需要一周时间进行维修，维修成本高。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种提高工作效率、节约能源、降低产品的生产成本的钒氮合金的生产方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种钒氮合金的生产方法，包括以下步骤：

A、先将粉末状钒氧化物、或偏钒酸铵、或多钒酸铵，和碳质粉剂，按原料配方配比要求，进行混合搅拌均匀后，在干粉制粉球机上，进行干粉挤压制球成型，实现干式制坯；

B、将料坯投入真空中频加热反应炉内，开始对炉内抽真空至270Pa，真空中频加热反应炉内的线圈通电后，产生磁场，采用磁场对炉内加热升温至900℃，时间0.5-1小时；

C、对炉内开始通入氮气，在氮气气氛保护下进行下列制备工艺：

a、继续给炉内逐步加热升温至1000-1400℃，在炉内真空度保持400Pa的情况下，料坯在炉内同时发生碳化合氮化反应，时间4-5.5小时；

b、将炉内温度继续升至1500-1600℃，并保护炉内正0.05MPa压力，进一步加热提高料坯表观密度，时间1-2小时；

c、采用水循环的方式将料坯在炉内冷却至700℃以下后；

d、将料坯降入炉内储料仓，继续冷却至100℃以下，即获得钒氮合金产品。

本发明与现有技术相比具有以下优点：可实现在真空的状态下碳化和渗氮，提高产品渗氮的均匀性，合格率几乎为100％，使用中频加热，受热均匀，加热效率高，实现产品水循环冷却，使得钒的吸收率达到98％以上，大大提高了生产效率，同时却降低了产品的生产成本。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明一种钒氮合金的生产方法的一种具体实施方式，先将粉末状钒氧化物、或偏钒酸铵、或多钒酸铵，和碳质粉剂，按原料配方配比要求，进行混合搅拌均匀后，在干粉制粉球机上，进行干粉挤压制球成型，实现干式制坯；然后将料坯投入真空中频加热反应炉内，开始对炉内抽真空至270Pa，真空中频加热反应炉内的线圈通电后，产生磁场，采用磁场对炉内加热升温至900℃，时间0.5-1小时，这样可以省点，节约能源；然后对炉内开始通入氮气，在氮气气氛保护下进行下列制备工艺：继续给炉内逐步加热升温至1000-1400℃，在炉内真空度保持400Pa的情况下，料坯在炉内同时发生碳化合氮化反应，时间4-5.5小时；然后再将炉内温度继续升至1500-1600℃，并保护炉内正0.05MPa压力，进一步加热提高料坯表观密度，时间1-2小时；然后采用水循环的方式将料坯在炉内冷却至700℃以下后；再将料坯降入炉内储料仓，继续冷却至100℃以下，即获得钒氮合金产品。

本实用新型根据物料特性，随着温度的升高，且碳化、氮化的进程，物料本身在磁场中也加热的特点，决定采用磁场对容器进行加热，也就是中频加热方式，由于物料特性的存在，同现有技术相比同产量的生产时间缩短了近一半的时间，单位能耗大幅降低，单位能耗约为12000kmh/T；在产品的冷却工艺上采用水循环方式，大大降低了产品的生产成本。