本发明涉及氮化钒铁的生产技术领域，特别是涉及生产高氮高硅氮化钒铁的方法。
背景技术：
氮化钒铁是一种重要的战略物质，具有良好的合金和催化性能，在化工、汽车、电子、国防、航空等领域有着广泛的用途，在我国，钒主要是从石煤或钒钛磁铁矿中提炼出来的。在炼钢过程中要通过必要的强化手段来改善钢材的性能，传统使用的强化元素有铌、钒、钛等金属化合物，钢材中增加氮含量比较理想的方式是向钢液中添加氮化物，如果能够添加富含氮的微合金氮化物则最好，因此如何提高氮化钒铁的氮含量至关重要。
技术实现要素：
本发明的目的就在于提供一种生产高氮高硅氮化钒铁的方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
生产高氮高硅氮化钒铁的方法，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二钒、五氧化二钒、二氧化硅、石墨和铁粉按比例进行混合，混合后进行破碎处理，得混合料；
步骤二、将步骤一所得混合料送入密封加热炉体内，对炉体内的空气进行真空抽取处理；
步骤三、在密封加热炉体内添加诱导剂，诱导剂的添加量为混合料总质量的1-2％，并通入纯氮气至常压进行一次加热处理，加热温度为400-550℃，时间为10-30分钟；
步骤四、一次加热处理后继续通入氮气和氨气的混合气体，进行二次加热煅烧，得氮化钒铁；
步骤五、煅烧完成后对氮化钒铁进行模具挤压成型处理，做成所需要的形状；
步骤六、对成型的氮化钒铁进行表面防氧化处理后保存放置。
进一步，步骤一，破碎至粒径为140目以下。
进一步，步骤一中各原料的重量份数如下：
三氧化二钒40-55份；
五氧化二钒60-65份；
二氧化硅20-26份；
石墨12-16份；
铁粉18-22份。
进一步，步骤三中，诱导剂为碳化钒、氮化钒或碳氮化钒中的一种。
进一步，步骤四中，氮气和氨气的体积比为19-20:3-5。
进一步，步骤四中，二次加热煅烧的温度为500-800℃，加热时间为40分钟以上。
本发明所得氮化钒铁，能极大提高硅氮含量，氮含量为20－22%，硅含量为8－9%，通过二次在不同氮气含量和不同温度下加热，对其进行分段分时煅烧，改善了传统工艺氮含量不足的情况。本发明工艺流程短、产品质量稳定、成分均匀，可以作为高强度钢、工具钢、合金钢或铸钢的氮化钒铁合金添加剂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
本实施例之生产高氮高硅氮化钒铁的方法，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二钒、五氧化二钒、二氧化硅、石墨和铁粉按比例进行混合，混合后进行混料破碎处理，破碎至粒径为140目以下，得混合料；
步骤二、将破碎处理后的混合料送入密封加热炉体内，对炉体内的空气进行真空抽取处理；
步骤三、在加热炉体内添加诱导剂碳化钒，诱导剂的添加量为混合料总质量的1％，并通入纯氮气至常压进行一次加热处理，加热温度在450℃，加热时间为20分钟；
步骤四、一次加热处理后继续通入氮气和氨气体积比为5:1的混合气体，进行二次加热煅烧，二次加热温度为700℃，加热时间为40分钟，得氮化钒铁；
步骤五、煅烧完成后对氮化钒铁进行模具挤压成型处理，做成所需要的形状；
步骤六、在成型的氮化钒铁进行表面防氧化处理后进行保存放置。
在本实施例中，步骤一中各原料的配比（按重量份数）如下：
三氧化二钒40份；
五氧化二钒65份；
二氧化硅24份；
石墨16份；
铁粉22份。
在本实施例中，按照上述配比和步骤所得的氮化钒铁的氮含量为20.4%，硅含量为8%。产品质量稳定、成分均匀，可以作为高强度钢、工具钢、合金钢或铸钢的氮化钒铁合金添加剂。
实施例2
生产高氮高硅氮化钒铁的方法，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二钒、五氧化二钒、二氧化硅、石墨和铁粉按比例进行混合，混合后进行混料破碎处理，破碎至粒径为140目以下，得混合料；
步骤二、将破碎处理后的混料送入密封加热炉体内，对炉体内的空气进行真空抽取处理；
步骤三、在加热炉体内添加诱导剂氮化钒，诱导剂的添加量为混合料总质量的2％，并通入纯氮气至常压进行一次加热处理，加热温度在450℃，加热时间为20分钟；
步骤四、一次加热处理后继续同入氮气和氨气体积比为5:1的混合气体，进行二次加热煅烧，二次加热温度为700℃，加热时间为40分钟；
步骤五、煅烧完成后对氮化钒铁进行模具挤压成型处理，做成所需要的形状；
步骤六、在成型的氮化钒铁进行表面防氧化处理后进行保存放置。
在本实施例中，步骤一中各原料的配比（按重量份数）如下：
三氧化二钒50份；
五氧化二钒60份；
二氧化硅23份；
石墨13份；
铁粉20份。
在本实施例中，按照上述配比和步骤所得的氮化钒铁的氮含量在20.65%，硅含量在8.5%。产品质量稳定、成分均匀，可以作为高强度钢、工具钢、合金钢或铸钢的氮化钒铁合金添加剂。
实施例3
生产高氮高硅氮化钒铁的方法，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二钒、五氧化二钒、二氧化硅、石墨和铁粉按比例进行混合，混合后进行混料破碎处理，破碎至粒径为140目以下，得混合料；
步骤二、将破碎处理后的混料送入密封加热炉体内，对炉体内的空气进行真空抽取处理；
步骤三、在加热炉体内添加诱导剂碳氮化钒，诱导剂的添加量为混合料总质量的2％，并通入纯氮气至常压进行一次加热处理，加热温度在450℃，加热时间为20分钟；
步骤四、一次加热处理后继续同入氮气和氨气体积比为19:3的混合气体，进行二次加热煅烧，二次加热温度为700℃，加热时间为40分钟；
步骤五、煅烧完成后对氮化钒铁进行模具挤压成型处理，做成所需要的形状；
步骤六、在成型的氮化钒铁进行表面防氧化处理后进行保存放置。
在本实施例中，步骤一中各原料的配比（按重量份数）如下：
三氧化二钒45份；
五氧化二钒60份；
二氧化硅20份；
石墨16份；
铁粉22份。
在本实施例中，按照上述配比和步骤所得的氮化钒铁的氮含量在20.35%，硅含量在8.05%。产品质量稳定、成分均匀，可以作为高强度钢、工具钢、合金钢或铸钢的氮化钒铁合金添加剂。
1.生产高氮高硅氮化钒铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将三氧化二钒、五氧化二钒、二氧化硅、石墨和铁粉按比例进行混合，混合后进行混料破碎处理；
步骤二、将破碎处理后的混料送入密封加热炉体内，对炉体内的空气进行真空抽取处理；
步骤三、在加热炉体内添加诱导剂，诱导剂的添加量为混合料总质量的1-2％，并通入纯氮气至常压进行一次加热处理，加热温度在400-550℃，时间为10-30分钟；
步骤四、一次加热处理后继续同入氮气和氨气的混合气体，进行二次加热煅烧，得氮化钒铁；
步骤五、煅烧完成后对氮化钒铁进行模具挤压成型处理，做成所需要的形状；
步骤六、在成型的氮化钒铁进行表面防氧化处理后进行保存放置。
2.根据权利要求1所述的生产高氮高硅氮化钒铁的方法，其特征在于：步骤一中，破碎至粒径为140目以下。
3.根据权利要求1所述的生产高氮高硅氮化钒铁的方法，其特征在于，步骤一中步骤一中各原料的重量份数如下下：
三氧化二钒40-55份；
五氧化二钒60-65份；
二氧化硅20-26份；
石墨12-16份；
铁粉18-22份。
4.根据权利要求1所述的生产高氮高硅氮化钒铁的方法，其特征在于：步骤三中，诱导剂为碳化钒、氮化钒或碳氮化钒中的一种。
5.根据权利要求1所述的生产高氮高硅氮化钒铁的方法，其特征在于：步骤四中所述混合气体的氮氨体积比为19-20:3-5。
6.根据权利要求1所述的生产高氮高硅氮化钒铁的方法，其特征在于：步骤四中所述二次加热温度为500-800℃，加热时间为40分钟以上。
技术总结