專利名稱：高速工具鋼粉末的氣固相還原直接生產(chǎn)方法
高速工具鋼粉末的氣固相還原直接生產(chǎn)方法
通過霧化法生產(chǎn)得到的高速工具鋼粉末經(jīng)退火、冷壓成形、燒結(jié)等粉末冶金的方 法制成的高速工具鋼材制品叫做粉末高速工具鋼。粉末高速工具鋼是高速工具鋼中的上 品，它的特點在于無論尺寸大小和形狀如何，粉末高速工具鋼材均具有碳化物顆粒細(xì)小、夾 雜物含量少、分布均勻等的顯微組織特點，使高速鋼的抗彎強度、硬度和切削性能得到顯著提尚。
生產(chǎn)粉末高速工具鋼的關(guān)鍵技術(shù)之一是高速工具鋼粉末的生產(chǎn)方法。目前采用的 霧化法、氣固兩相流霧化法等生產(chǎn)高速工具鋼粉末的方法，所使用的原料是與高速工具鋼 同樣成分的鋼材。本發(fā)明采用復(fù)合氧化物在還原性氣體中還原直接生產(chǎn)高速工具鋼粉末， 這符合低碳經(jīng)濟發(fā)展，目前相關(guān)的文獻(xiàn)和專利未見報道。
本發(fā)明涉及含有60 80%鐵、4 6%鉻、0. 5 8%鈷、6 18%鎢、6 18%鉬 等元素的復(fù)合氧化物粉末在還原性氣體氣氛中進(jìn)行還原反應(yīng)，生產(chǎn)高速工具鋼粉末的氣固 相還原反應(yīng)直接生產(chǎn)方法。
還原性氣體包括天然氣、煤氣等含氫元素的氣體。
實現(xiàn)本發(fā)明生產(chǎn)方法的技術(shù)方案，包括下列步驟
1、原料準(zhǔn)備用適量可溶性Fe、Cr、Co鹽和氫氧化鈉為原料，采用液相共沉淀法生 產(chǎn)Fe、Cr、Co三元素的復(fù)合氧化物沉淀，沉淀用去離子水洗至中性待用。用適量可溶性狗 鹽和鎢酸銨為原料，采用液相共沉淀法生產(chǎn)!^WO4沉淀待用。用適量可溶性狗鹽和鉬酸銨 為原料，采用液相共沉淀法生產(chǎn)I^eM0O4沉淀待用。將i^、Cr、Co三元素的復(fù)合氧化物沉淀、 FeffO4沉淀以及!^eMoO4沉淀在去離子水中混合均勻，過濾，干燥得到含有60 80%鐵、4 6%鉻、0. 5 8%鈷、6 18%鎢、6 18%鉬等元素的復(fù)合氧化物粉末。
2、生產(chǎn)準(zhǔn)備把封閉循環(huán)氣-固相連續(xù)反應(yīng)爐系統(tǒng)置于排氣流路狀態(tài)，用氮氣排 除空氣。再把封閉循環(huán)氣固相連續(xù)反應(yīng)爐系統(tǒng)置于封閉循環(huán)流路狀態(tài)，通入適量還原性氣 體。在封閉狀態(tài)下打開氣體泵使還原性氣體在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，還原爐升溫至所需的溫度恒溫。
3、連續(xù)生產(chǎn)用原料輸入裝置把原料輸入到爐管內(nèi)，再用原料推入裝置把原料一 個一個地連續(xù)推入盛有原料的瓷舟於恒溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，推入原料的速度根據(jù)工藝參 數(shù)確定。工藝流程是原料一裝樣一連續(xù)從進(jìn)樣口進(jìn)樣一還原一冷卻一連續(xù)從出樣口出爐 —含有60 80%鐵、4 6%鉻、0. 5 8%鈷、6 18%鎢、6 18%鉬以及0. 5 2%碳 等元素的高速工具鋼粉末產(chǎn)品。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓強的下降時，適當(dāng)補入還原性氣體，保持系統(tǒng)內(nèi) 壓強為微負(fù)壓。
4、產(chǎn)品包裝粒徑大于1微米的高速工具鋼粉末直接裝入厚質(zhì)塑料袋內(nèi)，裝入 25Kg紙質(zhì)包裝桶；小于1微米，尤其納米級的高速工具鋼粉末，裝入有保護(hù)氣氛的IKg鐵質(zhì) 包裝桶。
實施例1
1、原料準(zhǔn)備用適量可溶性!^e、Cr、Co鹽和氫氧化鈉為原料，采用液相共沉淀法生 產(chǎn)Fe、Cr、Co三元素的納米級復(fù)合氧化物沉淀，沉淀用去離子水洗至中性待用。用適量可 溶性鹽和鎢酸銨為原料，采用液相共沉淀法生產(chǎn)納米級!^WO4沉淀待用。用適量可溶性Fe鹽和鉬酸銨為原料，采用液相共沉淀法生產(chǎn)納米級!^eM0O4沉淀待用。將狗、Cr、Co三元 素的納米級復(fù)合氧化物沉淀、納米級I^eWO4沉淀以及納米級!^MoO4沉淀在去離子水中混合 均勻，過濾，干燥得到含有77%鐵、4%鉻、2%鈷、11%鎢、6%鉬等元素的納米級復(fù)合氧化物 粉末。
2、生產(chǎn)準(zhǔn)備把封閉循環(huán)氣-固相連續(xù)反應(yīng)爐系統(tǒng)置于排氣流路狀態(tài)，用氮氣排 除空氣。再把封閉循環(huán)氣固相連續(xù)反應(yīng)爐系統(tǒng)置于封閉循環(huán)流路狀態(tài)，通入適量還原性氣 體。在封閉狀態(tài)下打開氣體泵使還原性氣體在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，還原爐升溫至600 1000°C恒
3、連續(xù)生產(chǎn)用原料輸入裝置把原料輸入到爐管內(nèi)，再用原料推入裝置把原料一 個一個地連續(xù)推入盛有原料的瓷舟於恒溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，推入原料的速度根據(jù)工藝參 數(shù)確定。工藝流程是原料一裝樣一連續(xù)從進(jìn)樣口進(jìn)樣一還原一冷卻一連續(xù)從出樣口出爐 —納米級的高速工具鋼粉末產(chǎn)品。系統(tǒng)內(nèi)壓強的下降適當(dāng)補入還原性氣體，保持系統(tǒng)內(nèi)壓 強為微負(fù)壓。
4、產(chǎn)品包裝納米級的高速工具鋼粉末，裝入有保護(hù)氣氛的IKg鐵質(zhì)包裝桶。
實施例2:
1、原料準(zhǔn)備用可溶性Fe、Cr、Co鹽和氫氧化鈉為原料，采用液相共沉淀法生產(chǎn) Fe、Cr、Co三元素的微米級復(fù)合氧化物沉淀，沉淀用去離子水洗至中性待用。用可溶性狗 鹽和鎢酸銨為原料，采用液相共沉淀法生產(chǎn)微米級!^WO4沉淀待用。用可溶性狗鹽和鉬酸 銨為原料，采用液相共沉淀法生產(chǎn)微米級I^eMoO4沉淀待用。將狗、Cr、Co三元素的微米級 復(fù)合氧化物沉淀、微米級I^eWO4沉淀以及微米級!^MoO4沉淀在去離子水中混合均勻，過濾， 干燥得到含有81%鐵、4%鉻、2%鈷、8%鎢、5%鉬等元素的微米級復(fù)合氧化物粉末。
2、生產(chǎn)準(zhǔn)備把封閉循環(huán)氣-固相連續(xù)反應(yīng)爐系統(tǒng)置于排氣流路狀態(tài)，用氮氣排 除空氣。再把封閉循環(huán)氣固相連續(xù)反應(yīng)爐系統(tǒng)置于封閉循環(huán)流路狀態(tài)，通入適量還原性氣 體。在封閉狀態(tài)下打開氣體泵使還原性氣體在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，還原爐升溫至1000 1400°C恒
3、連續(xù)生產(chǎn)用原料輸入裝置把原料輸入到爐管內(nèi)，再用原料推入裝置把原料一 個一個地連續(xù)推入盛有原料的瓷舟於恒溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，推入原料的速度根據(jù)工藝參 數(shù)確定。工藝流程是原料一裝樣一連續(xù)從進(jìn)樣口進(jìn)樣一還原一冷卻一連續(xù)從出樣口出爐 —高速工具鋼粉末產(chǎn)品。系統(tǒng)內(nèi)壓強的下降適當(dāng)補入還原性氣體，保持系統(tǒng)內(nèi)壓強為微負(fù) 壓。
4、產(chǎn)品包裝微米級的高速工具鋼粉末直接裝入厚質(zhì)塑料袋內(nèi)，裝入25Kg紙質(zhì)包 裝桶。
權(quán)利要求
1.含有60 80%鐵、4 6%鉻、0.5 8%鈷、6 18%鎢、6 18%鉬等元素的復(fù) 合氧化物粉末在還原性氣體氣氛中在1000 1400°C范圍內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，生產(chǎn)含有60 80%鐵、4 6%鉻、0. 5 8%鈷、6 18%鎢、6 18%鉬以及0. 5 2%碳等元素的高速 工具鋼粉末的氣固相還原反應(yīng)直接生產(chǎn)方法。
2.含有60 80%鐵、4 6%鉻、0.5 8%鈷、6 18%鎢、6 18%鉬等元素的納米 復(fù)合氧化物粉末在還原性氣體氣氛中在600 1000°C范圍內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，生產(chǎn)含有60 80%鐵、4 6%鉻、0. 5 8%鈷、6 18%鎢、6 18%鉬以及0. 5 2%碳等元素的納米 高速工具鋼粉末的氣固相還原反應(yīng)直接生產(chǎn)方法。
3.權(quán)力要求1、2中還原性氣體包括天然氣、煤氣等含氫元素的氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有60～80％鐵、4～6％鉻、0.5～8％鈷、6～18％鎢、6～18％鉬等元素的復(fù)合氧化物粉末在還原性氣體氣氛中進(jìn)行還原反應(yīng)，生產(chǎn)含有60～80％鐵、4～6％鉻、0.5～8％鈷、6～18％鎢、6～18％鉬以及0.5～2％碳等元素的高速工具鋼粉末的氣固相還原反應(yīng)直接生產(chǎn)方法。還原性氣體包括天然氣、煤氣等含氫元素的氣體。
文檔編號B22F9/22GK102029399SQ201010573329
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者劉杰, 李在元, 金鐸, 高云 申請人:東北大學(xué)