[发明专利]通过氮化物纳米颗粒的分散生产强化合金的方法

权利要求书

1.一种生产包含金属基体的强化合金的方法，纳米颗粒弥散在所述金属基体中，至少80％的所述纳米颗粒具有1nm至80nm之间的平均尺寸并且包含选自至少一种金属元素M的氮化物的至少一种氮化物，所述金属元素M属于由以下组成的组：Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Nd、U和B，所述方法包括以下相继的步骤：

a)共研磨i)所述金属基体的前体的第一粉末与ii)包含所述金属元素M的至少一种第二粉末，所述前体并入0.02wt％至1wt％的间隙氮；

b)固结在步骤(a)结束时获得的粉末混合物，使得所有氮或部分氮与所述金属元素M直接结合以形成所述氮化物，所述氮化物形成弥散在所述强化合金中的纳米颗粒的组成部分。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其中所述金属基体的所述前体基于选自奥氏体、铁素体、铁素体-马氏体或镍基合金的材料。

3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其中所述金属基体的所述前体包含按重量计0.05％至0.3％的间隙形式的氮。

4.根据前述权利要求中任一项所述的生产方法，其中所述第二粉末选自天然形式的所述金属元素M的粉末、并入所述金属元素M的金属间合金的粉末、所述金属元素M的氢化物的粉末、或其混合物的粉末。

5.根据权利要求4所述的生产方法，其中所述金属间合金选自FeTi、TiAl、TiV或TiCr。

6.根据前述权利要求中任一项所述的生产方法，其中所述共研磨在低于200℃的温度下进行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的生产方法，其中所述固结包括热挤压、热等静压或通过脉冲电场的热烧结。

8.根据前述权利要求中任一项所述的生产方法，其中所述固结在低于1150℃的温度下进行。

9.根据前述权利要求中任一项所述的生产方法，其中所述氮化物选自TiN、Ti₃N₄、ZrN或HfN。

10.根据前述权利要求中任一项所述的生产方法，其中所述氮化物全部或部分为所述金属元素M的碳氮化物。

11.根据前述权利要求中任一项所述的生产方法，其中所述强化合金还包含按重量计以下元素中的至少一种：

-从10ppm至120ppm的硅；

-从10ppm至100ppm的硫；

-小于20ppm的氯；

-从2ppm至10ppm的磷；

-从0.1ppm至10ppm的硼；

-从0.1ppm至10ppm的钙；

-小于0.1ppm的以下元素中的每种：锂、氟、重金属、Sn、As、Sb。

12.根据前述权利要求中任一项所述的生产方法，其中所述纳米颗粒提供所述强化合金的体积的0.5％至2％。