[发明专利]一种碳化铬粉末的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金生产领域，特别涉及一种碳化铬粉末的生产方法。

背景技术

碳化铬是一种在1000～1100℃高温环境下具有良好耐磨、耐腐蚀、抗氧化、高熔点(1870℃)、结合强度高的无机金属陶瓷材料，碳化铬因其特殊的高温性能在工业生产中广泛使用，并被大量用作金属表面保护工艺的热喷涂材料，堆焊用焊条或药芯焊丝及硬质合金添加剂。在现有技术中，生产碳化铬粉末以铬的氧化物Cr₂O₃和碳为原料，设备采用传统小型碳管炉，碳化过程中使用氢气保护还原碳化。这种方法存在的主要问题是，设备单炉产量小，单炉月产量只有1～2吨，不适合于大规模工业化生产。另外，在还原碳化过程中会不断的排出CO，对设备温度控制要求非常精确，质量不稳定，并局限于生产碳含量12～14％的碳化铬。无法满足热喷涂材料、堆焊用焊条或药芯焊丝行业市场需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服铬的氧化物Cr₂O₃还原碳化生产碳化铬存在的产量低、温控要求高、污染环境的问题，提供一种生产工艺简便、产量高、质量稳定、高效环保的碳化铬粉末的生产方法。

本发明的生产方法是：

1、将金属铬粉碎成金属铬粉；

2、将金属铬粉与碳按重量比76～91％∶24～9％的比例混合均匀，在上述混合料中按重量比加入0～3％的粘结剂，混合均匀后压制成型，成型压力≥5KN/cm²，成型后置于烘干室烘干，得到成型块料；

3、将烘干的成型块料置于高温真空炉内，对金属铬粉与碳进行真空碳化反应，生成碳化铬烧结块，所述的真空碳化反应分为二个阶段，第一阶段为预碳化，先抽真空，真空度达到5～40Pa时开始升温，经6～12小时，将温度升至1200～1400℃，然后，保温1～5小时，在升温和保温过程中持续抽真空，并将真空度保持在20～100Pa范围内，第二阶段为碳化烧结，用2～8小时将温度升至1400～1800℃，保温1～5小时，在升温和保温过程中持续抽真空，并将真空度保持在20～100Pa范围内，保温结束后，停电降温，停止抽真空，向炉内充入氩气，炉内压力为0.05～0.1Mpa，温度降至80℃时，将碳化铬烧结块出炉；

4、将碳化铬烧结块粉碎，即得到碳化铬粉末。

所述的金属铬中铬含量大于98％，金属铬粉的粒度小于0.35mm。

所述的碳是石墨粉、碳黑中的一种或者是他们任何比例的混合物，石墨粉、碳黑的纯度大于99％。

所述的粘结剂是甲基纤维素、羧甲基纤维素、酚醛树脂中的一种。

所述的氩气纯度大于99.99％。

所述的碳化铬粉末的粒度小于0.25mm，碳化铬粉末中Cr含量为75～90％，C含量为9～24％。

本发明的优点在于：

1、在碳化过程中没有CO气体排放，有利于环境保护，符合国家关于低碳环保的产业政策。

2、采用金属铬作为原料，原料来源广泛，同时，金属铬的比重较大，为7.2g/cm²，比氧化铬的比重5.2g/cm²大很多，因此，单炉的装料量更大，单炉的月产量可达10～20吨，大大提高了生产效率，适合于工业化大规模生产。

3、生产工艺简便，设备可采用高温真空烧结炉，温度控制容易，产品质量稳定，而且，碳化铬烧结块密度大，尤其适合于焊条、药芯焊丝行业使用。

具体实施方式

实施例1：

1.1、将铬含量大于98％的金属铬粉碎成金属铬粉，金属铬粉的粒度小于0.35mm；

1.2、将金属铬粉与石墨粉按重量比89.5％∶10.5％的比例混合均匀，石墨粉的纯度大于99％，在上述混合料中按重量比加入1％的甲基纤维素，混合均匀后压制成型，成型压力5KN/cm²，成型后置于烘干室烘干，得到成型块料，成型块料的形状为砖块形；