[发明专利]钒氮合金的制备工艺

说明书

本发明公开一种钒氮合金的制备工艺，涉及冶金技术领域。所述钒氮合金的制备工艺，包括如下步骤：将钒氧化合物、碳质还原剂、促进剂和粘结剂混匀后，压制成型，得成型物料；将所述成型物料分段烧结，得到钒氮合金；其中，所述分段烧结包括依次、连续进行的四个加热工段：第一工段、温度为0～650℃，加热时间为100～120min；第二工段、温度为700～900℃，加热时间为250～280min；第三工段、温度不低于1100℃，加热时间为200～220min；第四工段、温度为1100～1500℃，加热时间为1000～1200min。本发明旨在通过分析制备钒氮合金时物料间所发生的反应的情况，将烧结过程分段进行，并对各个工段的温度和时间严格控制，从而提高钒氮合金产品品质，使制备的产品质量更稳定。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种钒氮合金的制备工艺。

背景技术

钒氮合金是一种钢铁添加剂：碳化钒或者氮化钒沉淀可以钉扎位错及晶界，阻碍位错和晶界迁移，从而提高钢的强度；同时，钢中增氮可以强化碳氮化钒的析出，并改变钒的相间分布，充分发挥钒的沉淀强化作用，而且，氮渗入钢中还可以细化晶粒，因此，在生产钢铁材料时，向钢中添加钒氮合金，能有效地强化和细化晶粒，节约含钒原料，提高钢的强韧性能，并使钢具有良好的可焊接性能，从而降低炼钢生产成本，因此，钢铁生产对优质的钒氮合金的需求日益增加。

目前工业生产中，常用的钒氮合金的制备方法为碳热还原-氮化法，即将五氧化二钒等原料压制成型后置于氮气流下，在高温环境下，急热烧结(即直接高温加热)，制成钒氮合金，期间，五氧化二钒中的氧被氮置换，由于这一置换过程并非一步到位，烧结过程中的工艺控制会直接影响到五氧化二钒置换反应是否充分进行，而且急热烧结也会造成成型球粒的内部和表面的反应进程不一致，进而导致制备的产品品质极不稳定，经常会出现产品收缩不到位或者产品表面出现炸裂的情况。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种钒氮合金的制备工艺，旨在提高钒氮合金产品品质，使制备的产品质量更稳定。

为实现上述目的，本发明提出一种钒氮合金的制备工艺，所述钒氮合金的制备工艺，包括如下步骤：

将钒氧化合物、碳质还原剂、促进剂和粘结剂混匀后，压制成型，得成型物料；

将所述成型物料分段烧结，得到钒氮合金；

其中，所述分段烧结包括依次、连续进行的四个加热工段：

第一工段、温度为0～650℃，加热时间为100～120min；

第二工段、温度为700～900℃，加热时间为250～280min；

第三工段、温度不低于1100℃，加热时间为200～220min；

第四工段、温度为1100～1500℃，加热时间为1000～1200min。

优选地，将钒氧化合物、碳质还原剂、促进剂和粘结剂混匀后，压制成型，得成型物料的步骤中，所述钒氧化合物为五氧化二钒、三氧化二钒和二氧化钒中的一种或多种的混合物。

优选地，将钒氧化合物、碳质还原剂、促进剂和粘结剂混匀后，压制成型，得成型物料的步骤中，所述钒氧化合物、碳质还原剂、粘结剂和促进剂的重量比为100:(25～30)：(0.4～0.8)：(3～5)。

优选地，所述粘结剂为水、淀粉和聚乙烯醇中的一种或多种的混合物；和/或，

所述促进剂为铁粉、四氧化三铁粉和碳酸亚铁粉中的一种或多种的混合物。

优选地，将钒氧化合物、碳质还原剂、促进剂和粘结剂混匀后，压制成型，得成型物料的步骤之前，还包括：将钒氧化合物研磨至磨粉粒度为-150～-120目后，备用。