[发明专利]一种制备超高氮化锰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备超高氮化锰的方法。

背景技术

高氮含量的氮化锰是生产特殊合金钢、高氮钢、不锈钢以及汽车、造船、航空工业材料必不可缺的合金剂。锰有脱氧、脱硫、合金化等作用，能够消除或减弱因硫引起的热脆性，从而改善钢的热加工性能。锰与铁形成固溶体，可提高钢铁中数体和氏体的硬度与强度。锰在碳化物中可取代一部分铁原子。锰还可以在铸钢过程中降低临界转变温度，细化珠光体晶体并提高珠光体钢的强度扩大FE-C平衡相图中的Y相区。它促成钢的形成和稳定奥氏体的组织能力仅次于镍，它的参与可大大提高钢的淬火性。同时氮能提高强度和塑性，氮是属于扩大奥氏体区的元素。常常能够影响钢的脆性，单独加入氮溶解底低、比重小。而且设备投入庞大，效果不是很理想，如果是用氮化锰则不仅易于加入，还能使主元素含量提高，危害性杂质降低，氮还可以提高抗局部腐蚀的能力。而且氮利用率高，弥补上述不足。因此锰和氮结合可代替不锈钢中许多钢号的镍、钴，而镍是一种稀缺贵重的元素。由于镍价疯张，使300系不锈钢成本大幅增长，厂家开始寻找其他替代品来生产不锈钢。氮化锰是最理想的替代品，他的各种性能与镍基本相同，很多指标优于镍，价格只有镍的三分之一。

由于加入了锰氮合金，最终赋予钢材良好的性能，如：高的强度、好的韧性、强的耐腐蚀性及大的蠕变抗力等。最主要能降低生产成本。我国目前的氮化锰生产方法加工出的氮化锰普遍含氮量不高或者含氮量不稳定，而且含锰量也不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备超高氮化锰的方法，能够有效解决目前生产方法制造出的氮化锰中氮含量和锰含量不稳定且含量偏低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种制备超高氮化锰的方法，依次包括以下步骤：

A.选取60~100目的电解锰粉，放入还原气氛全密封回转窑内；

B.随着物料移动温度先逐步升高再逐步降低，回转窑内最高温度为450~1200℃，连续通入氨气并保证窑内含氮气氛绝对压力0.02~0.5MPa；

C.物料离开回转窑的温度低于300℃；

D.制备得到的氮化锰氮含量12~19%，锰含量80~88%。

优选的，所述步骤B中回转窑内最高温度为1000℃；最佳的窑内最高温度，温度过高或者过度都会影响到氮和锰的含量。

优选的，所述步骤B中窑内含氮气氛绝对压力0.1MPa；最佳窑内含氮气氛绝对压力，有效保证产品的氮和锰含量。

与现有技术相比，本发明的优点是：反应参数更加具体，氨气通过分解直接与电解锰反应生成高氮含量的氮化锰，有效提高了氮化锰中的氮含量和锰含量。

具体实施方式

实施例一：

本发明一种制备超高氮化锰的方法的实施例一，一种制备超高氮化锰的方法，依次包括以下步骤：

A.选取60目的电解锰粉，放入还原气氛全密封回转窑内；

B.随着物料移动温度先逐步升高再逐步降低，回转窑内最高温度为1000℃，连续通入氨气并保证窑内含氮气氛绝对压力0.1MPa；

C.物料离开回转窑的温度低于300℃；

D.制备得到的氮化锰氮含量15~19%，锰含量85~88%。

实施例二：

一种制备超高氮化锰的方法，依次包括以下步骤：

A.选取100目的电解锰粉，放入还原气氛全密封回转窑内；

B.随着物料移动温度先逐步升高再逐步降低，回转窑内最高温度为1200℃，连续通入氨气并保证窑内含氮气氛绝对压力0.5MPa；

C.物料离开回转窑的温度低于300℃；

D.制备得到的氮化锰氮含量12~16%，锰含量80~86%。

实施例三：

一种制备超高氮化锰的方法，依次包括以下步骤：

A.选取80目的电解锰粉，放入还原气氛全密封回转窑内；

B.随着物料移动温度先逐步升高再逐步降低，回转窑内最高温度为500℃，连续通入氨气并保证窑内含氮气氛绝对压力0.05MPa；

C.物料离开回转窑的温度低于300℃；

D.制备得到的氮化锰氮含量14~18%，锰含量82~86%。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。