[发明专利]一种富氮锰硅基材料的制备方法

说明书

本发明涉及材料技术领域，尤其是一种富氮锰硅基材料的制备方法，所述富氮锰硅基材料的制备方法，化学成分以质量百分数计为：Mn含量40‑60％，C含量10‑20％，Si含量4‑8％，N含量15‑25％，其余为Fe，其包括如下步骤：a、将锰硅基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉；b、将步骤a中得到的细粉压制成球状；c、将球状锰硅基础材料送入加热氮化炉的装料坩埚中；d、球状锰硅基础材料在加热氮化炉中进行氮化。该富氮锰硅基材料制备方法氮化效率高，锰硅基基础材料N的收得率高，N能够提高材料的抗拉强度和屈服强度，显著增加了锰硅基基础材料的强度，N是一种廉价的合金化元素，制备成本低，具有较好的技术经济指标以及综合经济效益。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是一种富氮锰硅基材料的制备方法。

背景技术

锰硅基材料作为一种合金，其由Mn、C、Si、Fe等构成，越来越多地用在工业中，但是，有些地方对材料的强度要求较高，目前的锰硅基材料不能满足其强度要求而不能被使用，从而影响锰硅基材料的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种强度高的富氮锰硅基材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种富氮锰硅基材料的制备方法，所述富氮锰硅基材料的化学成分以质量百分数计为：Mn含量40-60％，C含量10-20％，Si含量4-8％，N含量15-25％，其余为Fe，包括如下步骤：

a、将锰硅基础材料破碎后，再研磨成一定粒度的细粉；

b、将步骤a中得到的细粉压制成球状；

c、将球状锰硅基础材料送入加热氮化炉的装料坩埚中，所述加热氮化炉包括炉体、第一轨道、行走小车、装料坩埚、加热电阻、测温装置，炉体包括连接在一起的加热段、保温段、降温段，加热段的进口端部设置有第一可推拉式密闭门，降温段的出口端部设置有第二可推拉式密闭门，加热段进口端部的四周设置有多个氮气进管，降温段出口端部的四周设置有多个氮气出管，第一轨道、行走小车、装料坩埚、加热电阻、测温装置均设置在炉体中；

行走小车匹配设置在第一轨道上，且行走小车能够沿第一轨道移动，装料坩埚设置在行走小车中，加热电阻均匀分布在炉体的加热段、保温段的侧部和顶部；

d、球状锰硅基础材料在加热氮化炉中进行氮化，具体为：首先打开第一可推拉式密闭门，关闭第二可推拉式密闭门，将行走小车沿第一轨道移动，使行走小车全部进入炉体的加热段中，再关闭第一可推拉式密闭门，然后通过氮气进管通入带有压力的氮气，使炉体中充满氮气，加热段的加热电阻工作对球状锰硅基础材料进行加热，使球状锰硅基础材料加热至950-960℃，球状锰硅基础材料加热完成后，将行走小车沿第一轨道移动至炉体的保温段中，在保温段保温300-310min，再然后加热电阻停止工作，将行走小车沿第一轨道移动至炉体的降温段，直至降温至室温，最后打开第二可推拉式密闭门，将行走小车移动至炉体外面，从而完成球状锰硅基础材料的氮化。

进一步的是，在步骤a中，锰硅基础材料的化学成分以质量百分数计为：Mn含量55-65％，C含量15-25％，Si含量5-10％，其余为Fe。

进一步的是，在步骤a中，细粉的粒级≤200目，且小于250目粒级不少于总数的80％。

进一步的是，在步骤b中，细粉压制成球状锰硅基础材料过程中加入粘接剂和水分，成球后再经过晾晒，使球状锰硅基础材料中的水分≤0.5％。

进一步的是，粘接剂为膨润土。

进一步的是，在步骤b中，压制成球状锰硅基础材料的截面直径在10-15mm之间。

进一步的是，炉体的长度在40-60m之间。

进一步的是，加热氮化炉还包括控制器，加热电阻、测温装置与控制器相连接。