Способ получения тугоплавких соединений переходных металлов с неметаллами

 

К . 1

k ,г

О П И С. А Н И Е пщ 53703I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ю (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.12.73 (21) 1980835/26 с присоединением заявки че (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.76. Бюллетень Ке 44

Дата опубликования описания 16.12.76 (51) М. Кл. - С 01(i 23/00

Государствеииый комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.65;661 8. .62(088.8) (72) Авторы н 3001) е Ген и я

Г. В. Самсонов, В. С. Полищук и Н. И. Гончарова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИИ

ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ С НЕМЕТАЛЛАМИ

Изобретение относится .к области порошковой металлургии и может быть использовано в промышленности абразивов.

Известен способ получения плавленных тугоплавких соединений металлов с неметаллами, например карбидов титана и ниобия, обладающих высокими абразивными свойствами, заключающийся в том, что из порошкообразного карбида, полученного обычным способом, с пластификатором прессуются электроды соответствующих размеров, которые сушатся, спекакгпся и затем плавятся, как расходуемые электроды в дуговых печах при температуре 4500 †60 С под давлением инертного газа в несколько десятков атмосфер с целью подавления диссоциации .карбида.

Полученные таким способом монолитные плавленные образцы измельчаются до порошка необходимой крупности (1).

Основными недостатками этого способа являются многостадийность процесса и сложность оборудования, высокие затраты труда, а также трудности получения продуктов с низким содержанием свободного углерода ввиду усиленной диссоциации карбидов в электрической дуге, что значительно снижает их качество как абразива. Кроме того, известный способ не позволяет получать соединения ч композиции с повышенньгми абразивными свойствами, которые при температуре их плавления являются неустойчивыми.

Целью изобретения является упрощение технологии и оборудования, снижение темне5 ратуры процесса и получения соединений с высокими абразивными свойствами.

Для этого получение тугоплавких соединений переходных металлов с неметаллами (бором, углеродом и пр.) с повышен ными абра1р зивными свойствами осуществляют не прп переплавке готовых сосдиноний, а путем прямого взаимодействия элементарных компонентов при нагревании. Синтез ведут прп взаимодействии частичек расплавленного металла

15 дисперсностью 150 — 200 мк с частицами неметалла.

Нагревание уплотненных под удельным давлением 1,5 — 1,6 т/см в брикеты диаметром и высотой 50 — 55 мм смесей осуществляют по двуступенчатому режиму: постепенный подьем до температуры начала интенсивного взаимодействия компонентов со скоростью 350—

40 град/мин с последующим перемещением образцов в зону с температурой на 350—

400 С превышающей температуру плавления металла.

Продукт в виде пористой губкоподобной массы, состоящей из прочных зерен тугоплавкого соединения, измельчают до порошка не537031

Формула изобретения

Химический состав, вес, О о

Разрушающая нагрузка, г/зерно

Абразивная способность

Ссвяз.

Ссво6.

1,07

405

0,3

17,6

80,9

1,07

1,10

0,3

360

17,7

80,8

310

0,3

18,1

81,8

1,14

380

18,3

0,5

80,0

1,17

390

0,5

18,4

80,7

Составитель В. Пополитов

Корректор Л, Орлова

Терре < М Семенов

Редактор Т. Пилипенко

Заказ 2687,, 5 Изд. М 1819 Тирагк 630 11одписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 обходпмой крупности. Предложенный способ позволяет получать соединения и композиции с повышенными абразивными свойствами, которые при температуре плавления являются неустойчивыми. 5

Реализация предлагаемото способа на практике не представляет особых технических и технологических трудностей.

Пример. Усредненную смесь металлическото порошка титана дисперсностью 150 — 10

200 мк и сажи ламповой уплотняют на гидравлическом прессе под удельным давлением

1,6 т/см- в брикеты диаметром и высотой

55 мм с добавкой пластификатора (5% водного раствора поливинилового спирта) и су- 15 шат в течение 6 час в сушильном шкафу при

80 С до полного удаления влаги.

Процесс синтеза осуществляют в горизонтальной методической электропечи, наполненной инертным газом, с графитовым трубчатым нагревателем, имеющим две зоны нагрева. Первую — с равномерно нарастающей температурой от 20 до 900 С и вторую — с температурой 2050 С. Брикеты шихты помещают в зо ну печи с температурой 20 С. Перемещают брикет по зоне с нарастающей температурой за 22 мин, что соответствует скорости подъема температуры образца 40 град/мин.

Затем брикет проталкивают в зону с темпе- 45 ратурой 2050 С, которую он проходит за

25 мин и выталкивают в холодильник. Полученный продукт извлекают из холодильника и измельчают до порошка необходимой крупности.

В таблице приведены химический состав и абразивные характеристики получаемого по описанному режиму карбида титана зернистостью 160/125 мам.

Разработанный способ обеспечивает упрощение технологии и оборудования, снижение температуры процесса и получение соединений с высокими абразивными свойствами по сравнению с известным.

1. Способ получения тугоплавких соединений переходных металлов с неметаллами (бором, углеродом и др,) путем прямого взаимодействия элементар|ных компонентов при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и оборудования, снижения температуры процесса и получения соединений с высокими абразивными свойствами, синтез ведут при взаимодействии частичек расплавленного металла дисперсностью

150 — 200 мк с частицами ко нденсированното металла.

2. Способ по п. 1, отлич ающий ся тем, что натревание уплотненных под удельным давлением 1,5 — 1,6 т/см в брикеты диаметром и высотой 50 — 55 мм смесей осуществляют по двуступенчатому режиму: до температуры взаимодействия компонентов со скоростью 35 — 40 град/мин с последующим перемещением образцов в зону с температурой на

350 — 400 С превышающей температуру плавления металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Степанчук В. Н. и Шлюко В. Я. Получение и некоторые свойства плавленных карбидов титана и ниобия. Вестник КПИ, серия

«Машиностроение» вып. 7, Киев, 1970.