一种高钨工具钢粉末的直接生产方法
【专利说明】一种高钨工具钢粉末的直接生产方法
[0001]发明背景
在高氮工具钢中氮作为合金元素可以和钢中的其它合金元素(如Mn、Cr、V、Nb、Ti等)交互租用，而赋予该钢种许多优异性能。高氮工具钢具有强度高、韧性好、抗蠕变性和耐腐蚀性等优点，因而受到人们的青睐。目前，国内外制备高氮工具钢粉末的主要方法有:高压熔炼气体雾化，离心雾化，等离子旋转电极，固态粉末氮化、机械合金化等方法。这些制备高氮工具钢粉末的方法都是物理法，它们的原料是已经制备好的不锈钢块体材料，在高温熔融状态下制备粉体，在制备过程中渗氮或是在固态粉末状态下氮化。目前，铁铬钴钨钼等元素的复合氧化物在氢气和氮气混和气氛中依次进行氢还原反应和氮化反应，生产高氮工具钢粉末的文献尚未见报道。
【发明内容】
[0002]本发明涉及铁铬钴钨钼等元素的复合氧化物在氢气和氮气混和气氛中依次进行氢还原反应和氮化反应，生产高氮工具钢粉末的直接生产方法。氢气包括纯氢气、天然气、煤气等。
[0003]实现本发明生产方法的技术方案，包括下列步骤:
1、原料准备:用适量可溶性Fe、Cr, Co盐和氢氧化钠为原料，采用液相共沉淀法生产Fe.Cr.Co三元素的复合氧化物沉淀，沉淀用去离子水洗至中性待用。用适量可溶性Fe盐和钨酸铵为原料，采用液相共沉淀法生产FeW04沉淀待用。用适量可溶性Fe盐和钼酸铵为原料，采用液相共沉淀法生产FeMo04沉淀待用。将Fe、Cr、Co三元素的复合氧化物沉淀、FeW04沉淀以及FeMo04沉淀在去离子水中混合均匀，过滤，干燥得到含有60?80%铁、4?6%铬、0.5?8%钴、0?18%钨等元素的复合氧化物粉末。
[0004]2、生产准备:把封闭循环气-固相连续反应炉系统置于排气流路状态，用氮气排除空气。再把封闭循环气固相连续反应炉系统置于封闭循环流路状态，通入适量还原性气体。在封闭状态下打开气体栗使还原性气体在系统内循环，还原炉升温至所需的温度恒温。
[0005]3、连续生产:用原料输入装置把原料输入到炉管内，再用原料推入装置把原料一个一个地连续推入盛有原料的瓷舟於恒温区内进行还原反应，推入原料的速度根据工艺参数确定。工艺流程是:原料一装样一连续从进样口进样一还原一氮化一冷却一连续从出样口出炉一含有60?80%铁、4?6%铬、0.5?8%钴、0?18%钨以及0.1?2%碳等元素的高氮工具钢粉末产品。当系统内压强的下降时，适当补入还原性气体和氮气，保持系统内压强为微负压。
[0006]4、产品包装:粒径大于1微米的高氮工具钢粉末直接装入厚质塑料袋内，装入25Kg纸质包装桶；小于1微米，尤其纳米级的高氮工具钢粉末，装入有保护气氛的lKg铁质包装桶。
实施例
[0007]1、原料准备:用适量可溶性Fe、Cr、Co盐和氢氧化钠为原料，采用液相共沉淀法生产Fe、Cr、Co三元素的纳米级复合氧化物沉淀，沉淀用去离子水洗至中性待用。用适量可溶性Fe盐和钨酸铵为原料，采用液相共沉淀法生产纳米级FeW04沉淀待用。用适量可溶性Fe盐和钼酸铵为原料，采用液相共沉淀法生产纳米级FeMo04沉淀待用。将Fe、Cr、Co三元素的纳米级复合氧化物沉淀、纳米级FeW04沉淀以及纳米级FeMo04沉淀在去离子水中混合均匀，过滤，干燥得到含有77%铁、4%铬、2%钴、11%钨等元素的纳米级复合化合物粉末。
[0008]2、生产准备:把封闭循环气-固相连续反应炉系统置于排气流路状态，用氮气排除空气。再把封闭循环气固相连续反应炉系统置于封闭循环流路状态，通入适量还原性气体。在封闭状态下打开气体栗使还原性气体和氮气在系统内循环，还原炉升温至600?900 °C恒温。
[0009]3、连续生产:用原料输入装置把原料输入到炉管内，再用原料推入装置把原料一个一个地连续推入盛有原料的瓷舟於恒温区内进行还原反应，推入原料的速度根据工艺参数确定。工艺流程是:原料一装样一连续从进样口进样一还原一氮化一冷却一连续从出样口出炉一纳米级的高氮工具钢粉末产品。系统内压强的下降适当补入还原性气体，保持系统内压强为微负压。
[0010]4、产品包装:纳米级的高氮工具钢粉末，装入有保护气氛的lKg铁质包装桶。
【主权项】
1.含有60?80%铁、4?6%铬、0.5?8%钴、0?18%钨等元素的复合氧化物粉末在氢气和氮气混合气氛中在1000?1400°C范围内连续进行氢还原、氮化反应以及渗碳，生产含有60?80%铁、4?6%铬、0.5?8%钴、0?18%钨、(λ 1?2%碳以及0.01?2%氮等元素的高钨工具钢粉末的气固相反应直接生产方法。2.含有60?80%铁、4?6%铬、0.5?8%钴、0?18%钨、0?18%钼等元素的纳米复合氧化物粉末在氢气和氮气混合气氛中在600?900°C范围内连续进行氢还原、氮化反应以及渗碳，生产含有60?80%铁、4?6%铬、0.5?8%钴、0?18%钨、0?18%钼、0.1?2%碳以及0.01?2%氮等元素的纳米高钨工具钢粉末的气固相反应直接生产方法。3.权利要求1、2中还原性气体包括天然气、煤气等含氢元素的气体。
【专利摘要】本发明涉及含有60～80％铁、4～6％铬、0.5～8％钴、0～18％钨等元素的复合氧化物粉末在氢气和氮气混合气氛中连续进行氢还原、氮化反应以及渗碳，生产含有60～80％铁、4～6％铬、0.5～8％钴、0～18％钨、0.1～2％碳以及0.01～2％氮等元素的高钨工具钢粉末的直接生产方法。还原性气体包括天然气、煤气等含氢元素的气体。
【IPC分类】B22F9/22
【公开号】CN105290416
【申请号】CN201510775040
【发明人】常永勤, 陆强, 丁刚
【申请人】丹阳市蓝锐粉末合金制品有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月15日