[发明专利]一种铝硼铬氮铁合金及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铝硼铬氮铁合金的制备方法，其特征在于：按设计比例配取铝源、硼源、铬源、碳还原剂、铁源、催化剂、熔点调节剂，混合，获得混合粉，在真空环境下于1150-1260℃进行真空烧结5-90min，然后再于氮气气氛下于1190-1330℃进行氮化烧结20-480min；获得铝硼铬氮铁合金中间产物，将铝硼铬氮铁合金中间产物与活化剂混合、破碎获得活化料，在真空环境下于200-600℃进行活化烧结1-24h，即得铝硼铬氮铁合金；

所述铝硼铬氮铁合金，按质量百分比计，成分组成如下：铝6-30％，硼2-26％，铬6-38％，碳0.1-14％，氮12-32％，铁3-35％，硫≤0.15％，磷≤0.15％，其余为不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种铝硼铬氮铁合金的制备方法，其特征在于：将铬含量为40-60wt％的铬矿粉、金属铬、铬铁粉中的一种20-65％，碳含量大于85％的碳质还原剂1-16％，金属铝粉8-32％，金属硼粉或硼铁粉8-16％，金属铁或还原铁粉3-35％，催化剂1-3％，熔点调节剂1-3％，按总质量百分比100％混合均匀、细磨获得混合粉。

3.根据权利要求1或2所述的一种铝硼铬氮铁合金的制备方法，其特征在于：

所述催化剂为V₂O₅、金属锰粉、工业纯铁中的一种或多种组合；

所述熔点调节剂为纳米碱金属氧化物、纳米萤石粉中的一种或多种组合；

所述混合粉粒径为-400目～-80目；

所述真空烧结的真空度为20-67KPa；

所述真空烧结时的升温速率为8-32℃/min；

所述氮化烧结时，为正压环境，氮气流量为2-15Nm³/min，压力为0.12-4.5Mpa；

氮化烧结完成后，反应产物随炉冷却至180-410℃，获得铝硼铬氮铁合金中间产物。

4.根据权利要求1所述的一种铝硼铬氮铁合金的制备方法，其特征在于：

将铝硼铬氮铁合金中间产物与活化剂混合、破碎至-80目获得活化料；

所述活化剂为纳米碳粉、纳米纯硼粉、纳米碱金属和稀土金属粉中的一种或多种组合；

所述活化烧结于真空微波烧结炉中于微波的辅助下进行；

所述活化烧结时的升温速率为5-30℃/min，活化烧结完成后，以2-23℃/min随炉冷却到100-260℃。

5.根据权利要求1所述的一种铝硼铬氮铁合金的制备方法，其特征在于：按质量百分比计，成分组成如下：铝11.96-24.8％，硼2.28-21.43％，铬9.2-37.2％，碳0.21-13.15％，氮13.67-31.6％，铁3.32-34.63％，硫≤0.13％，磷≤0.12％，其余为不可避免的杂质。

6.根据权利要求1所述的一种铝硼铬氮铁合金的制备方法，其特征在于：按质量百分比计，成分组成如下：铝13.53-24.8％，硼6.14-21.43％，铬9.2-25.69％，碳0.36-13.15％，氮22.16-31.6％，铁3.32-34.63％，硫≤0.12％，磷≤0.12％，其余为不可避免的杂质。

7.根据权利要求1所述的一种铝硼铬氮铁合金的制备方法，其特征在于：按质量百分比计，成分组成如下：铝13.53-24.8％，硼6.14-21.43％，铬11.2-18.8％，碳0.97-3.46％，氮22.29-26.81％，铁14.02-34.63％，硫≤0.12％，磷≤0.11％，其余为不可避免的杂质。

8.根据权利要求1所述的一种铝硼铬氮铁合金的制备方法，其特征在于：所述铝硼铬氮铁合金，熔点为1480-1520℃，密度为4.5-5.6t/m³。

9.权利要求1-8任意一项所述制备方法所制备的一种铝硼铬氮铁合金的应用，其特征在于：将所述铝硼铬氮铁合金作为高强氮微合金化钢生产的强化合金。