[发明专利]一种氮化钒铁合金的制备方法

说明书

本发明涉及铁合金技术领域，尤其涉及一种氮化钒铁合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一，将钒酸铁泥用60～80℃的热水水洗，干燥得干基钒酸铁；步骤二，向所述干基钒酸铁中加入粒度为0.05～0.15mm的氧化钒和石墨碳粉，混合均匀，加入水混合均匀进行预成型压制，干燥得预成型物料；步骤三，将所述预成型物料依次经过300～400℃的低温热处理、450～950℃的中温热处理和1050～1650℃的高温热处理，热处理完成后冷却，得氮氮化钒铁合金。本发明提供的方法操作简单，以经过除杂的钒酸铁泥为原料，实现了固废的高效利用，既降低了钒酸铁泥中杂质的含量，又降低了氮化钒铁合金的生产成本，通过本发明的制备方法可以得到低成本、低杂质、高含氮量的氮化钒铁合金。

技术领域

本发明涉及铁合金技术领域，尤其涉及一种氮化钒铁合金的制备方法。

背景技术

氮化钒作为高强度微合金钢的一种重要合金添加剂，向钢中加入氮化钒铁合金可以提高钢的强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性以及抗热疲劳性，并使钢材具备优异的可焊接性能。目前生产氮化钒铁的主要方法为固态渗氮法和液态渗氮法。这两种方法都是以钒铁合金为原料，同时还要选取多种含钒氧化物和辅料在一定温度和压力下通入氮气进行渗氮反应，但是现有技术中的氮化钒铁制备方法的原料成本高，生产工艺复杂，反应时间长，能耗大，制备得到的氮化钒铁的含氮量较低。

在沉钒生产钒酸铵的过程中会产生大量的含钒废料，含钒废料的主要成份为水和钒酸铁泥。以钒酸铁泥为原料制备氮化钒铁，可以降低原料成本，但是钒酸铁泥组成物相复杂，杂质含量高，直接以钒酸铁泥为原料制备氮化钒铁会影响最终产品的品质。并且由于钒酸铁泥水分含量高，在混合过程中还存在物料不容易混合均匀的问题。

发明内容

基于现有技术中存在的以上问题，本发明提供一种氮化钒铁合金的制备方法，该制备方法以经过除杂的钒酸铁泥为原料，实现了固废的高效利用，既降低了钒酸铁泥中杂质的含量，又大大降低了氮化钒铁合金的生产成本，通过本发明的制备方法可以制备得到低成本、低杂质、高含氮量的氮化钒铁合金，克服了现有技术的缺陷。

为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明实施例提供了一种氮化钒铁合金的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将钒酸铁泥用60～80℃的热水水洗，干燥得干基钒酸铁；

步骤二，向所述干基钒酸铁中加入粒度为0.05～0.15mm的氧化钒和石墨碳粉，混合均匀，加入水混合均匀进行预成型压制，干燥得预成型物料；

步骤三，将所述预成型物料依次经过300～400℃的低温热处理、450～950℃的中温热处理和1050～1650℃的高温热处理，热处理完成后冷却，得氮氮化钒铁合金。

本发明提供的氮化钒铁合金的制备方法以钒酸铁泥为原料，不仅可以实现固废的高效利用，还能够大大降低氮化钒铁合金的生产成本。该制备方法首先通过将钒酸铁泥加到热水中进行水洗，可以降低钒酸铁泥中可溶性杂质的含量，然后将经过除杂的干基钒酸铁与氧化钒、石墨碳粉混合，通过控制氧化钒和石墨碳粉的粒度，可以保证在混合过程中各种物料能够被均匀混合。最后通过在不同温度下分阶段进行热处理，可以准确地控制物料依次完成低温热处理阶段的脱水、中温热处理阶段的还原和高温热处理阶段的氮化，每个热处理阶段可以通过控制时间来缩短整个制备周期的耗时，降低能耗。以本发明的制备方法制备得到的氮化钒铁合金中氮含量为20％～25％，钒含量为45％～55％，氮化钒铁合金中杂质含量分别为：Si≤2.5％；S≤0.05％；P≤0.07％；Al≤2.0％。

钒酸铁泥可采用沉钒生产钒酸铵回收的含钒固废中的钒酸铁泥，含钒固废中的湿基钒酸铁泥中水含量为45％～55％，氧化钒含量为22％～30％，铁含量为20％～25％，Si含量为0.15％～0.25％，S含量为2％～3％，P含量为0.01％～0.02％，Al含量为0.05％～0.15％，湿基钒酸泥被烘干后杂质含量会随之升高。