Способ получения карбида титана

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»i644728

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.01.77 (21) 2444251 23-26 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.Кл. С 01 В 31 30

Государственный комитет (23) Приюритет— (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (53) УДК 661.882 62 1 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 06.03.79 (72) Авторы изобретения с

-.= 1

«

А. Г. Мержанов, И. П. Боровинская, Г. Г. Карюк

Ф. И. Дубовицкий, В. К. Прокудина, В. И. Ратник

А. В. Бочко, Е. И. Мошковский, С. Ю. Шаривке и С. С. Крижановский

Отделение Ордена Ленина института химической ф

АН СССР и Ордена Трудового Красного Знамен институт проблем материаловедения АН Украинской ССР

":Е;, :" р

0$,5 «тч (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ТИТАНА

1 2

Цель изобретения — улучшение абразивных свойств продукта.

Достигается это тем, что при способе получения карбида титана локальным воспламенением реакционной смеси, содержащей углерод и титан, в замкнутом объеме с последующим выоокотемпературным реагированием в режиме горения, реакционную смесь помещают в оболочку и процесс ведут при охлаждении с последующим сбросом давления образующихся газообразных ..продуктов и вакуумированием.

Отличительными признаками изобретения является то, что реакционную смесь помещают в о5олочку и процесс ведут при охлаждении с последующим сбросом давления образующихся газообразных продуктов и вакуумированием.

Пример. 10,2 кг титанового порош20 ка марки ПТМ тульского металлургического завода дисперсностью менее 100 мкм, 1,6 кг углерода марки ПМ-15ТС и 2,25 кг карбида титана перемешивают в шаровой мельнице в.течение 20 ч. Смесь загружают

25 в реактор, снабженный оболочкой из графита. В графитовой оболочке со стороны стенок реактора предусмотрены пазы для сбора газообразных продуктов, о5разую- . щихся в процессе синтеза. Смесь уплотня-/ ют до плотности 1,8 г/смз, затем подводят

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к технологии получения карбида титана, который может быть использован в качестве абразивного материала в виде паст, шлифовальных порошков, кругов и другого инструмента.

Известен способ получения тугоплавких неорганических соединений локальным воспламенением реакционной смеси, содержащей, например, углерод, титан и карбид титана с последующим реагированием в режиме горения i(1)

Недостаток такого способа состоит в неудовлетворительных свойствах карбида титана.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ получения карбида титана локальным воспламенением реакционной смеси, содержащей углерод и титан, в замкнутом объеме с последующим высокотемпературным реагированием в режиме горения (2).

Недостатки данного способа заключают ся в ухудшении свойств и сплава карбида титана, что связано с загрязнением исходных поршоков титана и углерода примесями кислорода, водорода, азота, хлора и других элементов, газифицирующихся при

-горении. авыаьвм«ь . * -.з«=«:-:",=":. ";= —..-«-«аа«- «л. -..

«««- . . д«::.-.«.. м"«. Ф -««йю!ЯзьЯЭВф ззм Ф««А м м« . им«й««И В- « « . - « ««Ф.:«««ыи«с ««йт« «ф3Ф

644728 вольфрамовую спираль в контакт с поверхностью реакционной смеси, герметизируют раствор и включают водное охлаждение. Воспламенение проводят подачей напряжения 40 — 60 В при токе

60 — 80 А в течение 1 — 2 сек на вольфрамовую спираль. По мере прохождения фронта горения по реакционной смеси давление в реакторе из-за выделения газообразных продуктов возрастает. 10

Прц достижении, давления 50 — 100 атм его сбрасывают до 0,1 избыточной атмсоферы, а затем газообразные продукты, прошедшие через графитовую оболочку и скопившиеся в базах между стенкой реактора и оболоч- 15 кой, вакуумируют 10 — 15 иин.

Полученный продукт представляет собой компактную массу темного цвета, легко разрушающуюся при механическом воздействии. Поверхность компакта покрыта рыхлым слоем (глубиной до 1 им), который легко счищается вручную. Эти «отходы» составляют 1 — 2% от общей массы, и их используют для разбавления в последующих работах. 25

Разбавление реакционной смеси целевым продуктом снижает температуру синтеза, препятствует спеканию карбида титана и позволяет получить порошкообраз19,8

0,08

0,1

С обш

Ссвоб

О, Величина съема при шлифовании карбидом титана,, мкм

Класс и разряд шероховатости поверхности, обработанной карбидом титана

Обрабатываемый материал разработанный способ разработанный способ

:прототип прототип

9б

Кремний

10а

Бронза (Бр. ОСН 10 — 2 — 3) 10а

10б

32

30 кальным воспламенением реакционной смеси, содержа щей углерод и титан, в замкнутом объеме с последующим высокотемпературным реагированием в режиме горения, от л и ч а ю щи и с я- тем, что, с целью улучшения абразивных свойств продукта, реакционную смесь помещают в оболочку и процесс ведут при охлаждении с последующим сбросом давления образующихся газообразных продуктов и вакуумирова40 нием.

45 1. Патент Англии № 1321084, кл. С 1 А, опублик. 1970.

Как видно из данных, приведенных в таблице, карбид титана, получейный предлагаемым способом, значительно превосходит по абразивной способности карбид титана, полученный по прототипу.

Из карбида титана, полученного описываемым способом, изготовили шлифовальные круги и ленты, При обработке такими кругами сталей достигается шероховатость поверхности 0,1 — 0,025 мкм (10 — 12) при съеме металла 15 мкм/ проход. Шлифовальные ленты, изготовленные из карбида титана, позволяют получить при шлифовании сталей и цветных сплавов шероховатость 0,2 — 0,025 мкм при отсутствии засаливания ленты продуктами шлифования.

Формула изобретения

Способ получения карбида титана лоный карбид титана, не требующий последующего измельчения. Средняя производительность одного реактора при получении порошков (с разбавлением реакционной массы целевым продуктом) составляет

7 кг/ч. При проведении синтеза без введения в реакционную смесь карбида титана, когда необходимо получить подспеченный карбид титана, используемый, например, для изго —îâëåíèÿ абразивных кругов,,производительность увеличивается до 10 кгlч.

Порошкообразный карбид титана имеет следующий химический состав, вес. %:

Рентгеноструктурный анализ показывает высокую равновесность продукта, однофазность получаемого карбида титана с кристаллической решеткой типа NaCI napaо метром а = 4,32 А.

Абразивные свойства карбида титана зернистостью 28/20, полученного различными методами, исследовали по методике

ТУ 06222-74.

В таблице приведены результаты исследований.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2. Авторское свидетельство СССР № 255221, кл. С 01 В 31/30, 1968.