一种富氮锰基材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及材料技术领域，尤其是一种富氮锰基材料的制备方法，所述富氮锰基材料的制备方法，化学成分以质量百分数计为：Mn含量40‑60％，C含量10‑20％，MnO含量4‑8％，N含量15‑25％，其余为Fe，其包括如下步骤：a、将锰基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉；b、将步骤a中得到的细粉压制成球状；c、将球状锰基础材料送入加热氮化炉的装料坩埚中；d、球状锰基础材料在加热氮化炉中进行氮化。该富氮锰基材料制备方法氮化效率高，锰基基础材料N的收得率高，N能够提高材料的抗拉强度和屈服强度，显著增加了锰基基础材料的强度，N是一种廉价的合金化元素，制备成本低，具有较好的技术经济指标以及综合经济效益。

A preparation method of nitrogen rich manganese based materials

The invention relates to the technical field of materials, in particular to a preparation method of a nitrogen rich manganese based material. The preparation method of the nitrogen rich manganese based material has the following chemical composition in mass percentage: Mn content 40 \u2011 60%, C content 10 \u2011 20%, MnO content 4 \u2011 8%, N content 15 \u2011 25%, and the rest is Fe, which comprises the following steps: A. after crushing the manganese based material, grind it to a certain particle size Fine powder; B. pressing the fine powder obtained in step a into a ball; C. feeding the spherical manganese base material into the charging crucible of the heating nitriding furnace; D. nitriding the spherical manganese base material in the heating nitriding furnace. The preparation method of the nitrogen rich manganese based material has high nitriding efficiency, high yield of the manganese based material n, which can improve the tensile strength and yield strength of the material and significantly increase the strength of the manganese based material. N is a cheap alloying element with low preparation cost, good technical and economic indicators and comprehensive economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种富氮锰基材料的制备方法
本专利技术涉及材料
，尤其是一种富氮锰基材料的制备方法。
技术介绍
锰基材料作为一种合金，其由Mn、C、MnO、Fe等构成，Mn指的是元素，MnO指的是化合物，越来越多地用在工业中，但是，有些地方对材料的强度要求较高，目前的锰基材料不能满足其强度要求而不能被使用，从而影响锰基材料的使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种强度高的富氮锰基材料的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种富氮锰基材料的制备方法，所述富氮锰基材料的化学成分以质量百分数计为：Mn含量40-60％，C含量10-20％，MnO含量4-8％，N含量15-25％，其余为Fe，包括如下步骤：a、将锰基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉；b、将步骤a中得到的细粉压制成球状；c、将球状锰基础材料送入加热氮化炉的装料坩埚中，所述加热氮化炉包括炉体、第一轨道、行走小车、装料坩埚、加热电阻、测温装置，炉体包括连接在一起的加热段、保温段、降温段，加热段的进口端部设置有第一可推拉式密闭门，降温段的出口端部设置有第二可推拉式密闭门，加热段进口端部的四周设置有多个氮气进管，降温段出口端部的四周设置有多个氮气出管，第一轨道、行走小车、装料坩埚、加热电阻、测温装置均设置在炉体中；行走小车匹配设置在第一轨道上，且行走小车能够沿第一轨道移动，装料坩埚设置在行走小车中，加热电阻均匀分布在炉体的加热段、保温段的侧部和顶部；d、球状锰基础材料在加热氮化炉中进行氮化，具体为：首先打开第一可推拉式密闭门，关闭第二可推拉式密闭门，将行走小车沿第一轨道移动，使行走小车全部进入炉体的加热段中，再关闭第一可推拉式密闭门，然后通过氮气进管通入带有压力的氮气，使炉体中充满氮气，加热段的加热电阻工作对球状锰基础材料进行加热，使球状锰基础材料加热至950-960℃，球状锰基础材料加热完成后，将行走小车沿第一轨道移动至炉体的保温段中，在保温段保温300-310min，再然后加热电阻停止工作，将行走小车沿第一轨道移动至炉体的降温段，直至降温至室温，最后打开第二可推拉式密闭门，将行走小车移动至炉体外面，从而完成球状锰基础材料的氮化。进一步的是，在步骤a中，锰基础材料的化学成分以质量百分数计为：Mn含量55-65％，C含量15-25％，MnO含量5-10％，其余为Fe。进一步的是，在步骤a中，细粉的粒级≤100目，且小于150目粒级不少于总数的80％。进一步的是，在步骤b中，细粉压制成球状锰基础材料过程中加入粘接剂和水分，成球后再经过晾晒，使球状锰基础材料中的水分≤0.5％。进一步的是，粘接剂为膨润土。进一步的是，在步骤b中，压制成球状锰基础材料的截面直径在10-15mm之间。进一步的是，炉体的长度在40-60m之间。进一步的是，加热氮化炉还包括控制器，加热电阻、测温装置与控制器相连接。进一步的是，行走小车上设置有行走动力装置，行走动力装置能够使行走小车沿第一轨道移动，且行走动力装置与控制器相连接。进一步的是，还包括第二轨道，第二轨道位于炉体的外面，第二轨道与第一轨道相连接，且第二轨道与第一轨道围成圆形。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的富氮锰基材料制备方法，首先将锰基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉，然后再将细粉压制成球状，最后将球状锰基础材料就送入加热氮化炉中进行氮化，氮化时先将球状锰基础材料加热至950-960℃，然后保温300-310min，最后降温至室温，氮化过程全程处于氮气气氛下，从而得到本专利技术富氮锰基材料；该富氮锰基材料制备方法氮化效率高，锰基基础材料N的收得率高，得到的富氮锰基材料性能稳定；富氮锰基材料中包含15-25％的N，N能够提高材料的抗拉强度和屈服强度，显著增加了锰基基础材料的强度，N是一种廉价的合金化元素，制备成本低，具有较好的技术经济指标以及综合经济效益。附图说明图1是本专利技术加热氮化炉的结构示意图；图2是图1中A处放大图；图中标记：炉体1、第一轨道2、行走小车3、加热电阻4、氮气进管5。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1、图2所示，一种富氮锰基材料的制备方法，所述富氮锰基材料的化学成分以质量百分数计为：Mn含量40-60％，C含量10-20％，MnO含量4-8％，N含量15-25％，其余为Fe，Mn指的是元素锰，MnO指的是化合物，熔点为1205-1260℃，包括如下步骤：a、将锰基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉；b、将步骤a中得到的细粉压制成球状；c、将球状锰基础材料送入加热氮化炉的装料坩埚中，所述加热氮化炉包括炉体1、第一轨道2、多个行走小车3、多个装料坩埚、加热电阻4、测温装置，炉体1包括连接在一起的加热段、保温段、降温段，加热段的进口端部设置有第一可推拉式密闭门，降温段的出口端部设置有第二可推拉式密闭门，加热段进口端部的四周设置有多个氮气进管5，降温段出口端部的四周设置有多个氮气出管，第一轨道2、行走小车3、装料坩埚、加热电阻4、测温装置均设置在炉体1中；行走小车3匹配设置在第一轨道2上，且行走小车3能够沿第一轨道2移动，装料坩埚设置在行走小车3中，加热电阻4均匀分布在炉体1的加热段、保温段的侧部和顶部；d、球状锰基础材料在加热氮化炉中进行氮化，具体为：首先打开第一可推拉式密闭门，关闭第二可推拉式密闭门，将行走小车3沿第一轨道2移动，使行走小车3全部进入炉体1的加热段中，再关闭第一可推拉式密闭门，使炉体1内成一个相对封闭的空间，然后通过氮气进管5通入带有压力的氮气，使炉体1中充满氮气，能够使氮化过程全程处于氮气气氛下，加热段的加热电阻4工作对球状锰基础材料进行加热，使球状锰基础材料加热至950-960℃，球状锰基础材料加热完成后，将行走小车3沿第一轨道2移动至炉体1的保温段中，在保温段保温300-310min，再然后加热电阻4停止工作，将行走小车3沿第一轨道2移动至炉体1的降温段，直至降温至室温，最后打开第二可推拉式密闭门，将行走小车3移动至炉体1外面，剩余的氮气能够氮气出管出去，从而完成球状锰基础材料的氮化，得到富氮锰基材料。在步骤a中，锰基础材料的化学成分以质量百分数计为：Mn含量55-65％，C含量15-25％，MnO含量5-10％，其余为Fe。将锰基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉，细粉的粒级优选≤100目，且小于150目粒级不少于总数的80％。球状锰基础材料能够便于将其送入加热氮化炉中进行氮化，有助于氮气在加热氮化炉中流动，有利于锰基础材料的氮化，便于N进入锰基础材料中，球状锰基础材料的截面直径优选在10-15mm之间。通过大量试验和实践中得出，先将锰基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉，然后再将细粉压制成球状，这样可以提高锰基础材料氮化效果和氮化效率。为了便于细粉压制成球状锰基础材料，在步骤b中，细粉压制成球状锰基础材料过程中加入粘接剂和水分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富氮锰基材料的制备方法，其特征在于：所述富氮锰基材料的化学成分以质量百分数计为：Mn含量40-60％，C含量10-20％，MnO含量4-8％，N含量15-25％，其余为Fe(是否正确)，包括如下步骤：/na、将锰基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉；/nb、将步骤a中得到的细粉压制成球状；/nc、将球状锰基础材料送入加热氮化炉的装料坩埚中，所述加热氮化炉包括炉体(1)、第一轨道(2)、行走小车(3)、装料坩埚、加热电阻(4)、测温装置，炉体(1)包括连接在一起的加热段、保温段、降温段，加热段的进口端部设置有第一可推拉式密闭门，降温段的出口端部设置有第二可推拉式密闭门，加热段进口端部的四周设置有多个氮气进管(5)，降温段出口端部的四周设置有多个氮气出管，第一轨道(2)、行走小车(3)、装料坩埚、加热电阻(4)、测温装置均设置在炉体(1)中；/n行走小车(3)匹配设置在第一轨道(2)上，且行走小车(3)能够沿第一轨道(2)移动，装料坩埚设置在行走小车(3)中，加热电阻(4)均匀分布在炉体(1)的加热段、保温段的侧部和顶部；/nd、球状锰基础材料在加热氮化炉中进行氮化，具体为：首先打开第一可推拉式密闭门，关闭第二可推拉式密闭门，将行走小车(3)沿第一轨道(2)移动，使行走小车(3)全部进入炉体(1)的加热段中，再关闭第一可推拉式密闭门，然后通过氮气进管(5)通入带有压力的氮气，使炉体(1)中充满氮气，加热段的加热电阻(4)工作对球状锰基础材料进行加热，使球状锰基础材料加热至950-960℃，球状锰基础材料加热完成后，将行走小车(3)沿第一轨道(2)移动至炉体(1)的保温段中，在保温段保温300-310min，再然后加热电阻(4)停止工作，将行走小车(3)沿第一轨道(2)移动至炉体(1)的降温段，直至降温至室温，最后打开第二可推拉式密闭门，将行走小车(3)移动至炉体(1)外面，从而完成球状锰基础材料的氮化。/n...

【技术特征摘要】
1.一种富氮锰基材料的制备方法，其特征在于：所述富氮锰基材料的化学成分以质量百分数计为：Mn含量40-60％，C含量10-20％，MnO含量4-8％，N含量15-25％，其余为Fe(是否正确)，包括如下步骤：
a、将锰基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉；
b、将步骤a中得到的细粉压制成球状；
c、将球状锰基础材料送入加热氮化炉的装料坩埚中，所述加热氮化炉包括炉体(1)、第一轨道(2)、行走小车(3)、装料坩埚、加热电阻(4)、测温装置，炉体(1)包括连接在一起的加热段、保温段、降温段，加热段的进口端部设置有第一可推拉式密闭门，降温段的出口端部设置有第二可推拉式密闭门，加热段进口端部的四周设置有多个氮气进管(5)，降温段出口端部的四周设置有多个氮气出管，第一轨道(2)、行走小车(3)、装料坩埚、加热电阻(4)、测温装置均设置在炉体(1)中；
行走小车(3)匹配设置在第一轨道(2)上，且行走小车(3)能够沿第一轨道(2)移动，装料坩埚设置在行走小车(3)中，加热电阻(4)均匀分布在炉体(1)的加热段、保温段的侧部和顶部；
d、球状锰基础材料在加热氮化炉中进行氮化，具体为：首先打开第一可推拉式密闭门，关闭第二可推拉式密闭门，将行走小车(3)沿第一轨道(2)移动，使行走小车(3)全部进入炉体(1)的加热段中，再关闭第一可推拉式密闭门，然后通过氮气进管(5)通入带有压力的氮气，使炉体(1)中充满氮气，加热段的加热电阻(4)工作对球状锰基础材料进行加热，使球状锰基础材料加热至950-960℃，球状锰基础材料加热完成后，将行走小车(3)沿第一轨道(2)移动至炉体(1)的保温段中，在保温段保温300-310min，再然后加热电阻(4)停止工作，将行走小车(3)沿第一轨道(2)移动至炉体(1)的降温段，直至降温至室温，最后打开第二可推拉式密闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁新腾，曾建华，戈文荪，陈均，陈炼，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51