[发明专利]一种氮化物冶炼过程中提高氮化锰渗氮量的方法

说明书

技术领域

本发明属于氮化物冶炼领域，特别涉及一种氮化物冶炼过程中提高氮化锰渗氮量的方法。

背景技术

在冶炼合金时，为了提高合金的强度、韧性以及耐腐蚀性，需要添加锰和氮两种元素，但由于氮在合金中的溶解度低、比重小，不易加入；而单独加入锰时，锰易被氧化，利用率低。因此，以氮化锰的形式加入，极大的提高了氮、锰的利用率。

目前，工业制备氮化锰的方法是先将金属锰制成粉末，然后将其压制成型，装入由炉胆和炉体组成的电阻加热炉内，升温，在规定温度下渗氮，金属锰在高温下与氮气发生氮化放热反应，在生成氮化物的同时进行固相烧结。这种方法存在的问题是：由于炉胆内压力超过0.2MPa后易被吹鼓，炉胆内氮含量受限，渗氮效率不高，产品含氮品位低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种氮化物冶炼过程中提高氮化锰渗氮量的方法，以提高渗氮效率，改善氮化锰产品的质量。

本发明的技术解决方案是：

一种氮化物冶炼过程中提高氮化锰渗氮量的方法，其具体步骤是：

1）采用电阻加热炉，将电阻加热炉的炉胆和炉体之间通过法兰连接，在法兰连接处垫设真空橡胶垫，使炉胆与炉体的法兰连接处密封；

2）向炉胆内填装锰金属，将炉胆密封；

3）向炉胆内通入氮气，加压，当炉胆内压力达到0.15MPa～0.2MPa时，向炉胆与炉体之间的空隙内通入氮气，充压至0.01MPa～0.06MPa；

4）在炉胆与炉体之间的空隙内充入氮气的同时继续向炉胆内通入氮气，提升炉胆内压力至0.2MPa～0.3 MPa，进行氮化锰冶炼。

本发明的有益效果是：通过对炉胆与炉体的连接处密封，并对炉胆与炉体之间的空隙通入氮气加压，从而使炉胆内能承受更大的压力，避免炉胆内压力超过所能承受的压力后易被吹鼓；通过增大炉胆内压力，提高氮化锰的含氮量，从而提高氮化物冶炼后成品的质量等级，氮化锰产品中氮含量为8%～10%，比原方法提高3%左右。

附图说明

图1是氮化锰冶炼使用的电阻加热炉的结构示意图。

图中：炉胆1，炉胆法兰101，炉体2，加热炉法兰201，真空橡胶垫3，炉盖4，氮气充入口Ⅰ5，氮气充入口Ⅱ6。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，采用电阻加热炉，将炉胆1和炉体2之间通过炉胆法兰101和炉体法兰201连接，在法兰连接处垫设真空橡胶垫3，使炉胆1与炉体2的法兰连接处密封，使炉胆1与电阻加热炉2之间形成密封结构。在炉胆1上设有炉盖4，所述炉盖4上设有氮气充入口Ⅰ5，在炉胆法兰101和炉体法兰201上设有氮气充入口Ⅱ6，所述氮气充入口Ⅱ6与炉体2和炉胆1之间的空隙相通。

打开炉盖4，向炉胆1内填装锰金属，盖好炉盖4将炉胆1密封；通过氮气充入口Ⅰ5通入氮气给炉胆1加压，当炉胆1内压力达到0.15MPa时，通过氮气充入口Ⅱ6向炉胆1与炉体2之间的空隙内通入氮气，充压至0.01MPa；在炉胆1与炉体2之间的空隙内充入氮气的同时通过氮气充入口Ⅰ5继续向炉胆1内通入氮气，提升炉胆1内压力至0.20MPa，在900℃～1000℃下，进行冶炼24h，得氮化锰；经检测，氮化锰产品中的氮含量为8.0%。

实施例2

如图1所示，采用电阻加热炉，将炉胆1和炉体2之间通过炉胆法兰101和炉体法兰201连接，在法兰连接处垫设真空橡胶垫3，使炉胆1与炉体2的法兰连接处密封，使炉胆1与电阻加热炉2之间形成密封结构。在炉胆1上设有炉盖4，所述炉盖4上设有氮气充入口Ⅰ5，在炉胆法兰101和炉体法兰201上设有氮气充入口Ⅱ6，所述氮气充入口Ⅱ6与炉体2和炉胆1之间的空隙相通。

打开炉盖4，向炉胆1内填装锰金属，盖好炉盖4将炉胆1密封；通过氮气充入口Ⅰ5通入氮气给炉胆1加压，当炉胆1内压力达到0.18MPa时，通过氮气充入口Ⅱ6向炉胆1与炉体2之间的空隙内通入氮气，充压至0.03MPa；在炉胆1与炉体2之间的空隙内充入氮气的同时通过氮气充入口Ⅰ5继续向炉胆1内通入氮气，提升炉胆1内压力至0.23MPa，在900℃～1000℃下，进行冶炼24h，得氮化锰；经检测，氮化锰产品中的氮含量为9.0%。

实施例3