[发明专利]一种钒氮合金及其生产方法

说明书

一种钒氮合金及其生产方法，本发明之钒氮合金，主要元素组成如下：钒78‑80%，氮18‑19%，碳1‑3%，磷0.03‑0.05%，硫0.03‑0.05%，余量为其他杂质。本发明还包括所述钒氮合金的生产方法。本发明氮化混合气体中加入少量氩气和氨气，能加快反应的进行，并且能提高钒氮合金中氮的含量。可能是氨气中的氮在高温下发生分离，可能会与氮气中的氮元素重排，增加反应体系中游离氮的含量，加快反应的进行。本发明通过原料的破碎、压板，将原料的延展与氮气形成最大接触面，增加氮气的流动和接触面，更好更快更加经济的生产钒氮合金。

技术领域

本发明涉及钒氮合金生产技术领域，特别是涉及一种钒氮合金及其生产方法。

背景技术

钒是一种重要的合金元素，在钢中添加万分之几就对钢的强度有明显的提高，钒氮合金是比钒铁更有效的合金添加剂，在保持钢的强度水平基本相同的情况下，钢中添加钒氮合金比添加钒铁节约钒30％以上，从而降低了钢的生产成本，虽然钒氮合金的生产方法较多，例如真空法、常压氮化法等，且生产都已达到了较高的水平，但其都存在产量较低、质量不稳等问题，为了提高钒氮合金的产品质量，需要一种反应迅速、氮含量高的钒氮合金生产方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种氮含量高的钒氮合金及其生产方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明之钒氮合金，主要元素组成如下：钒78-80%，氮18-19%，碳1-3%，磷0.03-0.05%，硫0.03-0.05%，余量为其他杂质。

本发明之钒氮合金的生产方法，包括以下步骤：

步骤一：将五氧化二钒、三氧化二钒分别进行研磨，研磨后分别通过筛网筛选出粒径70-100目之间的细粉状五氧化二钒、细粉状三氧化二钒；

步骤二：将步骤一所得细粉状五氧化二钒、细粉状三氧化二钒掺杂石墨烯、铝粉和烧结助剂氧化镁，均匀混合后压制成薄板；

各原料的重量份数分别为：细粉状五氧化二钒20-30份、细粉状三氧化二钒40-50份、石墨烯15-20份、铝粉1-2份和烧结助剂氧化镁0.5-1份；

步骤三：将步骤二所得薄板放入炉窑中不叠层摆放；

步骤四：将炉窑内的空气抽空并通入含氮混合气体进行高温煅烧3-4小时，即得。

所述含氮混合气体的组成：氮气体积含量为90-95%，氩气体积含量为4-9%，氨气体积含量0.1-1%。研究表明，加入少量氩气和氨气，能加快反应的进行，并且能提高钒氮合金中氮的含量。机理尚不明确，可能是氨气中的氮在高温下发生分离，可能会与氮气中的氮元素重排，增加反应体系中游离氮的含量，加快反应的进行。

高温煅烧的温度为1300-1400℃。通过调整配比和加入各助剂，可以显著降低煅烧的温度，以利于节省能源。

本发明中加入石墨烯，可以显著的降低煅烧的温度，并且缩短煅烧的时间。

本发明氮化混合气体中加入少量氩气和氨气，能加快反应的进行，并且能提高钒氮合金中氮的含量。可能是氨气中的氮在高温下发生分离，可能会与氮气中的氮元素重排，增加反应体系中游离氮的含量，加快反应的进行。

本发明通过原料的破碎、压板，将原料的延展与氮气形成最大接触面，增加氮气的流动和接触面，更好更快更加经济的生产钒氮合金。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例之钒氮合金，主要元素组成如下：钒78%，氮19%，碳2%，磷0.03%，硫0.05%，余量为其他杂质。