一種高鎢工具鋼粉末的直接生產方法
【專利說明】一種高鎢工具鋼粉末的直接生產方法
[0001]發(fā)明背景
在高氮工具鋼中氮作為合金元素可以和鋼中的其它合金元素(如Mn、Cr、V、Nb、Ti等)交互租用，而賦予該鋼種許多優(yōu)異性能。高氮工具鋼具有強度高、韌性好、抗蠕變性和耐腐蝕性等優(yōu)點，因而受到人們的青睞。目前，國內外制備高氮工具鋼粉末的主要方法有:高壓熔煉氣體霧化，離心霧化，等離子旋轉電極，固態(tài)粉末氮化、機械合金化等方法。這些制備高氮工具鋼粉末的方法都是物理法，它們的原料是已經制備好的不銹鋼塊體材料，在高溫熔融狀態(tài)下制備粉體，在制備過程中滲氮或是在固態(tài)粉末狀態(tài)下氮化。目前，鐵鉻鈷鎢鉬等元素的復合氧化物在氫氣和氮氣混和氣氛中依次進行氫還原反應和氮化反應，生產高氮工具鋼粉末的文獻尚未見報道。

【發(fā)明內容】

[0002]本發(fā)明涉及鐵鉻鈷鎢鉬等元素的復合氧化物在氫氣和氮氣混和氣氛中依次進行氫還原反應和氮化反應，生產高氮工具鋼粉末的直接生產方法。氫氣包括純氫氣、天然氣、煤氣等。
[0003]實現本發(fā)明生產方法的技術方案，包括下列步驟:
1、原料準備: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Fe.Cr.Co三元素的復合氧化物沉淀，沉淀用去離子水洗至中性待用。用適量可溶性Fe鹽和鎢酸銨為原料，采用液相共沉淀法生產FeW04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FeMo04沉淀待用。將Fe、Cr、Co三元素的復合氧化物沉淀、FeW04沉淀以及FeMo04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、0?18%鎢等元素的復合氧化物粉末。
[0004]2、生產準備:把封閉循環(huán)氣-固相連續(xù)反應爐系統(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)下打開氣體栗使還原性氣體在系統(tǒng)內循環(huán)，還原爐升溫至所需的溫度恒溫。
[0005]3、連續(xù)生產:用原料輸入裝置把原料輸入到爐管內，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)內進行還原反應，推入原料的速度根據工藝參數確定。工藝流程是:原料一裝樣一連續(xù)從進樣口進樣一還原一氮化一冷卻一連續(xù)從出樣口出爐一含有60?80%鐵、4?6%鉻、0.5?8%鈷、0?18%鎢以及0.1?2%碳等元素的高氮工具鋼粉末產品。當系統(tǒng)內壓強的下降時，適當補入還原性氣體和氮氣，保持系統(tǒng)內壓強為微負壓。
[0006]4、產品包裝:粒徑大于1微米的高氮工具鋼粉末直接裝入厚質塑料袋內，裝入25Kg紙質包裝桶；小于1微米，尤其納米級的高氮工具鋼粉末，裝入有保護氣氛的lKg鐵質包裝桶。
實施例
[0007]1、原料準備: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Fe、Cr、Co三元素的納米級復合氧化物沉淀，沉淀用去離子水洗至中性待用。用適量可溶性Fe鹽和鎢酸銨為原料，采用液相共沉淀法生產納米級FeW04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納米級FeMo04沉淀待用。將Fe、Cr、Co三元素的納米級復合氧化物沉淀、納米級FeW04沉淀以及納米級FeMo04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%鎢等元素的納米級復合化合物粉末。
[0008]2、生產準備:把封閉循環(huán)氣-固相連續(xù)反應爐系統(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)下打開氣體栗使還原性氣體和氮氣在系統(tǒng)內循環(huán)，還原爐升溫至600?900 °C恒溫。
[0009]3、連續(xù)生產:用原料輸入裝置把原料輸入到爐管內，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)內進行還原反應，推入原料的速度根據工藝參數確定。工藝流程是:原料一裝樣一連續(xù)從進樣口進樣一還原一氮化一冷卻一連續(xù)從出樣口出爐一納米級的高氮工具鋼粉末產品。系統(tǒng)內壓強的下降適當補入還原性氣體，保持系統(tǒng)內壓強為微負壓。
[0010]4、產品包裝:納米級的高氮工具鋼粉末，裝入有保護氣氛的lKg鐵質包裝桶。
【主權項】
1.含有60?80%鐵、4?6%鉻、0.5?8%鈷、0?18%鎢等元素的復合氧化物粉末在氫氣和氮氣混合氣氛中在1000?1400°C范圍內連續(xù)進行氫還原、氮化反應以及滲碳，生產含有60?80%鐵、4?6%鉻、0.5?8%鈷、0?18%鎢、(λ 1?2%碳以及0.01?2%氮等元素的高鎢工具鋼粉末的氣固相反應直接生產方法。2.含有60?80%鐵、4?6%鉻、0.5?8%鈷、0?18%鎢、0?18%鉬等元素的納米復合氧化物粉末在氫氣和氮氣混合氣氛中在600?900°C范圍內連續(xù)進行氫還原、氮化反應以及滲碳，生產含有60?80%鐵、4?6%鉻、0.5?8%鈷、0?18%鎢、0?18%鉬、0.1?2%碳以及0.01?2%氮等元素的納米高鎢工具鋼粉末的氣固相反應直接生產方法。3.權利要求1、2中還原性氣體包括天然氣、煤氣等含氫元素的氣體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及含有60～80％鐵、4～6％鉻、0.5～8％鈷、0～18％鎢等元素的復合氧化物粉末在氫氣和氮氣混合氣氛中連續(xù)進行氫還原、氮化反應以及滲碳，生產含有60～80％鐵、4～6％鉻、0.5～8％鈷、0～18％鎢、0.1～2％碳以及0.01～2％氮等元素的高鎢工具鋼粉末的直接生產方法。還原性氣體包括天然氣、煤氣等含氫元素的氣體。
【IPC分類】B22F9/22
【公開號】CN105290416
【申請?zhí)枴緾N201510775040
【發(fā)明人】常永勤, 陸強, 丁剛
【申請人】丹陽市藍銳粉末合金制品有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月15日