專利名稱：一種純凈化氮化錳合金超低雜質含量的處理方法
技術領域：
本發明涉及氮化錳合金，具體地說是一種純凈化氮化錳合金超低雜質含量的處理方法。
按照傳統的生產氮化錳的方法，在氮氣氣氛中由礦石直接還原金屬錳的過程中，利用金屬錳在高溫下吸氮的性質制備氮化錳合金，由此方法得到氮化錳合金氮含量低、雜質元素高，目前從市場上的得到的最純凈的氮化錳元素(wt％)含量為N＞6.0，C＜0.05，P＜0.05，Si＜1.0，S＜0.05，余量為Mn，因此無法滿足含氮量高的高性能合金的要求。但還沒有氮含量高、雜質元素低的純凈化氮化錳產品。
本發明的目的是提供一種氮含量高、雜質元素低的純凈化氮化錳的處理方法，用以滿足含氮量高的高性能合金的要求。為了實現上述目的，本發明的技術方案是按如下步驟操作1.將金屬錳脫硫、脫碳、脫磷，使錳中硫、碳、磷含量降至C＜0.02，S＜0.01，P＜0.01，余量為Mn；2.將上述金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒后，置于一密封的、其壁上裝有兩根不銹鋼管的不銹鋼容器里；3.將上述不銹鋼容器放進電爐中，將不銹鋼容器上的不銹鋼管分別接通純氮氣源和盛水容器；4.打開氮氣源的通氣閥，向盛有上述金屬錳的不銹鋼容器中充純氮氣，當盛水容器里的不銹鋼管開口處有氣泡流出時，觀測氮氣的流量，給電爐送電，升溫至450～1100℃，保溫20～200小時；
5.電爐斷電，繼續充氮氣至不銹鋼容器溫度降溫至室溫，此時其內盛有的所述金屬錳為超低雜質含量的氮化錳合金。
所述金屬錳可用雜質元素低的電解金屬錳代替。
本發明具有如下優點1.氮含量高，雜質元素低。采用本發明得到的氮化錳大大地降低了氮化錳中的雜質元素含量，其中S、P含量可降低近10倍。
2.應用性強。經本發明處理后所得到的純凈化氮化錳，使一些要求極為嚴格的、市場上沒有的、特殊鋼的生產成為可能，如軍工用高氮高錳材料、含氮不銹鋼等，它適于冶金行業大批量生產高質量鋼及合金的要求。
3.方法簡單易行。本發明從金屬錳的雜質元素著手，經過簡單的處理，能進一步降低硫、磷、碳的含量，從而取得超低雜質含量的純凈化氮化錳。
下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
實施例1其具體操作步驟如下1.首先把電解金屬錳利用真空感應爐經過脫硫、脫碳、脫磷處理，使錳中的硫、碳及磷含量降低到C＜0.02，S＜0.01，P＜0.01，余量為Mn；2.把經過上述處理的電解金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒，再把錳粒放置到一密閉的不銹鋼箱中，在這個不銹鋼中通有兩根不銹鋼管，做為制備氮化錳的進氮氣和出氮氣的通路；3.將內盛有電解金屬錳顆粒的密閉的不銹鋼箱置入馬福爐中，經其中一根不銹鋼管充純氮氣到不銹鋼箱中，另一根不銹鋼管的管頭處放置到一盛有水的盒中，以便在通氮氣時直觀的觀測氮氣的流量；4.在這一切準備就緒后，開通氮氣的通氣閥，使氮氣流入不銹鋼箱中，排除不銹鋼箱里的空氣，當水盒中有氣泡流出時，送電，給馬福爐加熱升溫，將溫度控制在840℃，保溫64小時；5.將馬福爐斷電，繼續經不銹鋼管向不銹鋼箱通氮氣，直至盛有所述電解金屬錳的不銹鋼箱降至室溫為止。
處理后具體技術數據為原電解金屬錳的硫、磷、碳含量為S＝0.04，P＝0.005，C＝0.04，經過脫雜質元素處理后的電解金屬錳為S＝0.007，P＝0.002，C＝0.018，將處理后的電解金屬錳破碎至小于Φ2的小顆粒，經過在840℃溫度下，保溫64小時后，得到氮化錳的各元素含量，取四點隨機采樣分析如下
結果表明氮化錳的氮含量較為平行，取其平均值為6.3％，經中國科學院金屬研究所試用本發明處理后的超低雜質含量的氮化錳為原料，生產高氮均質化不銹鋼取得了滿意的結果。
實施例2其具體操作步驟如下1.首先把金屬錳利用真空感應爐經過脫硫、脫碳、脫磷處理，使錳中的硫、碳及磷含量降低到C＜0.02，S＜0.01，P＜0.01，余量為Mn；2.把經過上述處理的金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒，再把錳粒放置到一密閉的不銹鋼箱中，在這個不銹鋼中通有兩根不銹鋼管，做為制備氮化錳的進氮氣和出氮氣的通路；
3.將內盛有金屬錳顆粒的密閉的不銹鋼箱置入馬福爐中，經其中一根不銹鋼管充純氮氣到不銹鋼箱中，另一根不銹鋼管的管頭處放置到一盛有水的盒中，以便在通氮氣時直觀的觀測氮氣的流量；4.在這一切準備就緒后，開通氮氣的通氣閥，使氮氣流入不銹鋼箱中，排除不銹鋼箱里的空氣，當水盒中有氣泡流出時，送電，給馬福爐加熱升溫，將溫度控制在1100℃，保溫200小時；5.將馬福爐斷電，繼續經不銹鋼管向不銹鋼箱通氮氣，直至盛有所述金屬錳的不銹鋼箱降至室溫為止。
采用本發明方法，兩次處理氮化錳的元素(wt％)含量如下
從市場上購買的吉林鐵合金廠(吉Q/JTC.H42-27-95)生產的最純凈的氮化錳元素含量如下N＞6.0％，C＜0.05，P＜0.05，Si＜1.0，S＜0.05。
可見，采用本發明得到的氮化錳已經極大地降低了氮化錳中的雜質元素含量，其中S、P含量可降低近10倍。
實施例3與實施例1不同之處在于給馬福爐加熱升溫，將溫度控制在450℃，保溫20小時。
權利要求
1.一種純凈化氮化錳合金超低雜質含量的處理方法，其特征在于操作步驟如下a.將金屬錳脫硫、脫碳、脫磷，使錳中硫、碳、磷含量降至C＜0.02，S＜0.01，P＜0.01，余量為Mn；b.將上述金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒后，置于一密封的、其壁上裝有兩根不銹鋼管的不銹鋼容器里；c.將上述不銹鋼容器放進電爐中，將不銹鋼容器上的不銹鋼管分別接通純氮氣源和盛水容器；d.打開氮氣源的通氣閥，向盛有上述金屬錳的不銹鋼容器中充純氮氣，當盛水容器里的不銹鋼管開口處有氣泡流出時，觀測氮氣的流量，給電爐送電，升溫至450～1100℃，保溫20～200小時；e.電爐斷電，繼續充氮氣至不銹鋼容器溫度降溫至室溫，此時其內盛有的所述金屬錳為超低雜質含量的氮化錳合金。
2.按照權利要求1所述純凈化氮化錳合金超低雜質含量的處理方法，其特征在于所述金屬錳可用雜質元素低的電解金屬錳代替。
全文摘要
一種純凈化氮化錳合金超低雜質含量的處理方法,步驟為將金屬錳脫硫、碳、磷,使錳中硫、碳、磷含量降至C<0.02,S<0.01,P<0.01;將上述金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒后置于不銹鋼容器里;放進電爐中,將不銹鋼容器上的不銹鋼管分別接通純氮氣源和盛水容器;充純氮氣,觀測氮氣的流量,給電爐送電,升溫至450～1100℃,保溫20～200小時;電爐斷電,繼續充氮氣至不銹鋼容器溫度降溫至室溫即可。本發明氮含量高、雜質元素低。
文檔編號C22C1/00GK1361299SQ00134349
公開日2002年7月31日 申請日期2000年12月25日 優先權日2000年12月25日
發明者董加勝, 繆汝洪, 馬祿銘, 戎利建, 李依依, 楊柯 申請人:中國科學院金屬研究所