Шихта для получения магнитно-абразивного материала

 

Изобретение относится к составам шихты для получения магнитно-абразивных материалов (МАМ) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и может быть использовано при их производстве. Целью изобретения является улучшение физико-механических свойств материала при снижении его себестоимости. Предложенный материал содержит, мас.%: (14-26) TI

(3,5-6,5) C

(16,0-19,5) AL

остальное - магнетит. Замена железа магнетитом приводит к удешевлению материала. Получены порошки МАМ, обладающие намагниченностью М<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">5</SP>=(7,8-8,3) А/м и режущей способностью Q=(9,7-10,2) мг/см<SP POS="POST">2.</SP>мин. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

t

) OnVCAHaE И Р ТЕ РЩ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4646352/27-02 (22) 03.02.89 (46) 30.12.90. Бюл. N 48 (71) Белорусское республиканское научно- . производственное обьединение порошковой металлургии (72) А.А,Колесников, Т.А.Азарова, Г.В,Борисенок, Л.И,Бондаренко и T.Â.Ãðóöo (53) 669,018.95:621.762(088.8) (56) Крымский М,Д. и др, Магнитно-абразивный материал с корундом и карбидом титана, — Порошковая металлургия, 1984, N 11, с. 45-49.

Лященко А.Б. и др. Получение композиционных магнитно-абразивных материалов в режиме твердофэзного горения. — Порошковая металлургия, 1983, М 9, с, 44 — 48.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения магнитно-абразивных материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), и может быть использовано в производстве магнитно-абразивных материалов (МАМ).

Цель изобретения — улучшение физикомеханических свойств материала при снижении его стоимости.

Шихта для получения магнитно-абразивного мат риала, содержащая титан ., углерод и железосодержащее вещество, дополнительно содержит алюминий, а в качестве железосодержащего вещества содержит магнетит при следующем соотношении компонентов, мас. :

Титан 14,0 — 26,0

Углерод 3,5-6,5

„„Я „„1616780 А1 (sl)s В 22 F 1/00, В 24 D 3/00, В 24 D 3/34, С 22 С 38/00 (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОАБРАЗИВНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к составам шихты для получения магнитно-абразивных материалов (МАМ) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и может быть использовано при их производстве. Цель изобретения — улучшение физико-механических свойств материала при снижении его себестоимости.

Предлагаемый материал содержит, мас. :

Ti 14 — 26; C 3,5 — 6,5; AI 16,0 — 19,5; остальное магнетит, Замена железа магнетитом приводит к удешевлению материала, Получены порошки МАМ обладающие намагниченностью M 10 =(7,8-8,3) А/м и режущей способностью q = 9,7 — 10,2 мг/см мин.

1 табл.

Алюминий 16,0-19,5

Магнетит Остальное

Шихта готовится путем смешения порошковых компонентов в смесителе типа

"пьяная бочка", после чего помещается в реактор. Инициирование реакции горения осуществляется с помощью вольфрамовой спирали. Дальнейшее взаимодействие компонентов происходит в самоподдерживающемся режиме за счет присутствия в смеси химических источников энергии.

Наличие в шихте порошков титана и углерода приводит к образованию карбида титана (абразивного компонента магнитно-абразивного материала) и выделению тепла, способствующего полному восстановлению железа алюминием из железосодержащего вещества (магнетита).

1616780

1Î

Синтез композиционного материала из предлагаемой шихты протекает по реакции

ЗРез04+ 8AI + Т! + С = 9Fe+ 4А!20з+ Т!С, согласно которой с ростом содержания же" леэа в МАМ увеличивается количество окиси алюминия, Данная закономерность является определяющей при структурообразовании композиционного МАМ, По данным металлографических и рентгенофазовых исследований предлагаемая шихта в процессе синтеза позволяет получать материал, представляющий собой расположенные в матрица из окиси алюминия частицы железа, плакированные зернами карбида титана, l3 процессе измельчения разрушение компоэита происходит чаще всего по окиси алюминия, реже— по границе раздела карбид титана — окись алюминия и не происходит по наиболее вязкому железному компоненту, Таким образом, получается магнитноабразивный порошок, отличающийся наиболее предпочтительной структурой

{ферромагнитное ядро, полностью покрытое абразивным материалом). Кроме того, отсутствие в процессе горения контакта между железной фазой и обрабатываемой поверхностью позволяет полировать химически активные материалы, В случае отклонения сог:,ер>кания алюминия от заявляемых пределов при избытке алюминия происходит образование интерметаллидов системы титан — алюминий, снижающих магнитные свойства материала. Образовавшийся при этом избыток углерода приводит к нежелательному появлению в железной фазе цементита и свободно выделяющего графита, который приводит к шаржированию обрабатываемой поверхности. Кроме того, при недостатке алюминия часть магнетита восстанавливается углеродом, образующийся в данном материале нестехиометрический карбид титана обладает низкой микротвердостью, что значительно снижает режущие свойства МАМ, Изменение состава шихты в сторону увеличения содержания титана и углерода (при постоянстве их соотношения) приводит к появлению зерен карбида титана и крупных включений окиси алюминия внутри частиц, Подобная структура частиц обуславливает низкие магнитные свойства и ре>кущую способность МАМ. Уменьшения содержания титана и углерода ниже предлагаемого приводит к нарушению сплошности плакирующего слоя из-за малого содер>кания карбида титана. В данном случае при измельчении материала разрушение идет по.появившейся границе раздела ферромагнитное ядро — окись алюминия иэ-эа низкой прочности сцепления между ними, так как в процессе синтеза отсутствует смачивание окиси алюминия железом. Материал отличается высокими магнитными свойствами, однако его режущая способность неудовлетворительна из-за малого содержания наиболее твердого компонента — карбида титана.

Для приготовления шихты использовали порошок титановый марки ПТМ (ТУ 14 — 13086-80); сажу ламповую марки ПШ 15ТС (ТУ 38-15. 31 — 73); концентрат железорудный Сленегорского горнообогатительного комбината (ТУ 14-9-208 — 81) — источник магнетита; порошок алюминия марки

АСД-1 (ТУ 48-21 — 113 — 81).

Порошки титана, сажи, алюминия (в состоянии поставки) и железорудного концентрата (фракция 100 мкм) смешивали в смесителе типа "пьяная бочка" в течение

16 ч. Полученную шихту загружали в реактор для проведения синтеза, который инициировали с помощью вольфрамовой спирали.

Полученный спек дробили в щековой дробилке, Для проведения эксплуатационных испытаний использовали фракцию (-315+

+ 100) мкм.

Для сравнения приготавливали шихту известного состава, используя указанные порошки титана и сажи, а в качестве железосодержащего вещества — порошок железа марки ПЖЧ вЂ” 2 (ТУ 14 — 127-90 — 77) в состоянии пос авки, Условия смешивания шихты и дробления материала аналогичны

Режущую способность порошков MAM (q, мг/см мин) оценивали по величине массового сьема материала образца из стали ШХ15 (HPС = 58 — 62) с единицы его поверхности в единицу времени, а магнитные свойства — по величине намагниченности насыщения (M, А/м).

Составы шихты, результаты экспериментов по оценке абразивной способности

МАМ, их магнитных свойств и металлографических исследований приведены в таблице.

Как следует иэ результатов, приведенных в таблице, оптимальными свойствами обладают порошки МАМ, полученные из шихты предлагаемого состава (примеры 24), для которых режущая способность повышается с 7,0 мг/см мин для известного. способа(пример1) до 9,7-10,2 мг/см . мин, а намагниченность M — соответственно с

5,4 10 до(7,8-8,3) 10 А/м(примеры2-4).

При этом стоимость МАМ, полученного из предлагаемой шихты, значительно снижается за счет использования вместо

1616780 физико-механических свойств материала -, при снижении его стоимости, она дополнительнп содержит алюминий, а в качестве железосодержащего вещества содержит магнетит при следующем соотношении компонентов, мас.g:

Титан

Углерод

Алюминий

Магнетит

14,0 — 26,0

3,5-6,5

16,0-1Q,5

Остальное

Свойства магнитно-вб ивного мате нала

Состав шухты

Шихта для получения

MAM

Пример

Микроструктура

M 10 АГм

Ф

AI о,мг/см мин

Разов т1

7,0

5,4.

Известная

8,0

9.7

5 7 54.5

17,0

22.8

Предлагаемая

6,5

3,5

2,7

9.9

10.2

9.9

7,8

8.3

5,2 то же е

При выходе за пределы изобретения

51,5

63.0

66.1

16,0

19,5

20,4

26,0

44,0

10,8

6.8

15,2 .

5.6

28.4

То же

Составитель В,Туров

Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Редактор М.Петрова

Заказ 4087 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 железного порошка более дешевого железорудного концентрата.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность производства маг-нитно-абразивных материалов, 5

Формула изобретения

Шихта для получения магнитно-абразивного материала, содержащая титан, углерод и железосодержащий компонент, о тличающаясятем,что,сцельюулучшения 10

Зерна карбида титана, расположенные в железной матрице

Ферромзгнитное (железное) ядро. полностью покрытое зернами карбида титана и окиси алюминия

То же

Ферромагнитное (железное) ядро, частично покрытое зернами кар биде тйтана и окиси алюминия.

Округлые эерна карби. да титана, расположенные внутри железной фазы. наблюдаются темные аоляокись алюминия