автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Получение легированного карбида титана путем окисления карбидизации стру... и изготовление твердых сплавов на его основе

¡'осковсккЯ 0{дск1 Трудозсго Красного 31:а!;~!С! гнспгтуг то1п<оЯ зиг-тгсзсгаП •гстт'огог:::! г.ггзни И. В. Ломоносова

. Ка правах ругопмси

ПЕРЕС ДИАС ОСКАР

УДК 621.762

ПОЛУЧЕНИЕ ЛЕГИРОВАННОГО КАРБВДА ТИТАНА НУТЕ'!

ш:а1Ен;шаРЕ!цшзлщ<1! СГРУШ И НЗГОТОВЛЕКН

ТВЕРДЫ/ СДДАВОВ ЕГО сакш

05.16.06 - ИорояноЕзя иоталлургия н по:.-поз!п^:о;гггз

Ааторофорат диссертации на соисяанио учстшД степени кандидата технических наук

Москва*- 1990

2 ' , •

Л*

Работа выполнена на кафедре "Химия и технология материалов на основе соединений редких и рассеянных элементов" Московского ордена Трудового Красного Знамени института тонкой химическое технологии им. Ы.В.Ломоносова

- доктор технических наук, профессор Левинский Ю.В.

- доктор технических нау:: Патрикеев Ю.В.

- кандидат технических наук, доцент г Нарва В. К,

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (ВНШТС).

Защита состоится 26 карта 1990 г. в 15: & часов на заседании специализированного совета Д 063.41.02 при ИИТХТ им. Ы.В.Ломоносова по адресу: 119831, Иосква, Г-435, ул.М.Пи-роговская, д.I <

С диссертацизй можно ознакомиться' в библиотеке ШГХТ им. И.В.Ломоносова по адресу: 119831, Москва, Г-435, уд.Ы.Ек-роговская, д.I.

Автореферат разослан 23 <ре6/юМ Ь<№ Ученый секрэтарь специализированного

совета, кандидат технических наук .. Середина Г.Д.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

!

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность_П2облеиы. Задачи ускорения научно-технического прогресса предусматривают разработку и более широкое внедрение во всех областях техники перспективных технологий и материалов. Они связаны с интенсификацией производства за счет реализации оптимального, эффективного и комплексного ресурсосберегающего использования вторичных ресурсов.

Благодаря комплексу уникальных физико-механических, а такяе химических свойств, титановые сштапи находят все большее применение в современной технике. Сегодня использование титановых сплавов в качестве конструкционного материала в авиакосмической, судостроительной, химической и других отраслях про-шплешюсти можно считать традиционным, но сфера и условия их применения постоянно расширяются (например, изделия криогенного назначения, гвдро- и электрометаллургия, энергетика и т.д.). С другой стороны, расширение потребления титановых сплавов способствует увеличения образования титановых отходов. В настоящее время выход титановых сплавов в готовые изделия составляет 2025/6, а некондиционные отходы титана и его сплавов, представляет до 50% от общего количества отходов.

Несмотря на разработанные металлургические методы утилизации кондиционных отходов титановых сплавов - переплав, добавка в шихту для плавки слитков, хлорирование и др.: практически отсутствует методы переработки некондиционных отходов - окисленной, загрязненной остатками сыазочно-охлаждакдой «едкости, осколками твердосплавного инструмента и смешанной по маркам стружки титана и его сплавов.

Параллельно решение задач эффективной утилизации некондиционных стружковых отходов титана тесно связано с использованием их в качестве исходного сырья для производства порошков тугоплавких соединений титана, а именно, порошков карбида и . карбонитрида титана.

Постоянно узеличиващийся объем производства без вольфрамовых твердых сплавов (БЗТС) связан с дефицитом вольфрама, запасы которого невелики. Проблема экономии вольфрама в инструментальном производстве, где ом'широко используется, является актуальной. В связи с этим возрастает спрос на порошки карбида и карбонит рида титана, потребность в которых возрастает благодаря высоким физико-механическим свойствам.

Несмотря на большой поток информации, до настоящего времени не решена проблема разработки-технологии производства порошков тугоплавких соединений титана из некондиционных струякошх отходов титановых сплавов.

Состояла в разработке физико-химических основ технологии получения порошков 77С из стружковых отходов легированных титановых сплавов путем их предварительного высокотемпературного охрупчивания на воздухе и последующей карби-дизации, исследование свойств этих порошков и материалов на их основе.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

1. Исследовать кинетические закономерности процесса высокотемпературного окисления промышлетых титановых сплавов.

2. Провести оптимизацию и выбрать критерии охрупчивания и энергоемкости процесса получения порошков 77 {О , Ы ) заданной дисперсности.

3. Исследовать процесс карбидизации смеси поропков 77 {О с сакой с целью получения порошков карбида титана заданного состава.

4. Провести изго?ссленив бсзБОяьфрсиошх тведаж сплавов (ТН 20) на основе Л С , пояучежого кз струЕни титановый сплавов. Затеи иссяедомть сравнительное характеристики струк-кошх порошков и физико-веханзгчоеккг свойств изделий та кг основе с изготавливгеиюз; гр-дициошима способам в проигаленнос-ти.

Иояучет еввисикостп каскяения стружки кислородом о? яеишратура к прокопа проведения окисления. Обнаружено соответствие кегду степенью охрупчивания окисленной ' струкки тстановых сплавов ЗГ-1-0 в БГГ—20 и концентрацией кислорода в стружке. Устакоглеш чсаКЗлогкчсск!?о параметра подучедак порошка годной фракцкк (кснее 100 их«) с иинтальшки энергозатратам;).

Предложена матеиагнчвекг.г: ггдель процесса ипсицения титановой стружки кислородом, основанная на допущении о возможности пренебрежения влпяит..*^ тонкой оксидной поверхностной пленки на процесс насыэдонкя кк-длородоы. Экспериментально подтверкдека адекватность этой додели начальным стадиям окисления. Определены граница применимое™ отоЕ модели.

Показано, что лииятирукцей стадной карбидкзацик порошков тугоплавких соодинониЯ т'гтана с кислородом является диффузия углерода в каобиде титана и установлена зависимость стапели стехиометрии карбида титана от условий карбидиэации.

С помопьп дилатометрического и термического аналг.зоа исследовано влияние технологических параметров - состава пихты, скорости HarpaDa, изотермической выдержки и предельной текпо-ратуру на спекаемость молкбдонсодорхелшх пороаков на стадиях продаестЕугаих образованна беспористых образцов.

Практотескоо^начениОг. Определены конкретные технологические режимы проведения окисления струхки титановых отходов ВГ-1-0 и DT—Ü0. Рекомендованные рзтамы окисления и карбидиэации били использованы длл изготовления опытной партии порояков Til О , А/ ) и 77 С в лаборатор!!ых условиях. Полученный порошок карбида титана яспользосан для изготовления партия тэердосплаэ-тк изделий на его основе. Сопоставление полученных данных с прошялешпля подтверждает перспективность разработанной технологии получения пороаков карбида титана.

П^ликации^ Основное содертагаз работа опубликовано э одной статье.

&3§EI-2L,5!®_ilííS£§ES2Ul!í3i Диссертация состоит из авадоя^я, обзора литературы, описания методики исследования, характеристик исходных Екцеств, результатов и их обсуддения, гаводов5 списка литературы и приложения. Она изложена на 8G страницах машинописного текста, содержит 43 рисунков к 30 таб-лтд. Список литературы содержит 1ЦЭ наименований работ советских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ' Исследование процесса охрупчисания стручки титана на воздухе

Во-псршх, с цолья определения характера окисления, пос-лодомтя.тьно сти возникновения оксидных слеэз я их отиосэтвям-ых схоростеЛ роста проводили эксперименты по скисленга п.1а~?::мок сяямээ DT-23 я ВТ-25, Так :пк ?ог£:ка п-.лст!«кж Í & * 3 «у)

ка порядок чо;л zi? •.*-.--zzyr.ir, оЗстсцо^

jcaerocov» " "7-•..:спзр::с:;гллы:см

зр-ие^Ч 1с-'-. ;0 :.••;;........л ■ у,,.-', i , ".с

, • . . • . .■-."is; и

б

ния. Наблюдалось увеличение насыщения пластинок кислородом с ростом температуры и времени окисления. Причем наличие в сплавах различных легирующих элементов по разному сказывается № их скорости окисления при одних и тех же параметрах окисления.

Во-вторих, проводилось исследование охрупчивания стружки на воздухе при температурах 800°С, 900°С, 950°С, Ю00°С, Ю50°С и П00°С методом взвешичания образцов до и после окисления. Продолжительность испытания в пределах 0,5 ч до 10,0 ч. В экспериментах использовали две стружки титанового сплава К.-20 различной толщины (2,24 10"^ и 3,04 Ю"4 и). Затем проводили размол окисленной стружки продолжительностью от 0,Ь до 20 ч. •Полученный после каждого исследованного режима размола порошок оксинитрвда титана нестехиометрического состава подвергали ситовому и химическом/ анализам. Для хи\тческого анализа брали образцы фракции менее ЬО мкм и в этих образцах определяли содержание кислорода. Результаты химического анализа позволили определить зависимость содержания кислорода в стружке от параметров проведения процесса окисления.

Из результатов гранулометрического анализа построили кривые выхода годной фракции (менее 100 мкм). Основная цель ох-рупчиваиия стружки с последующей карбидизацией ¡заключается ъ получении частиц порошка 7» (0 , Д/ ) именно итого размера. На рис. I приведен выход годной фракции как результат окисления стружки при 800°С, 900°С и Ю00°С.

С увеличением времени размола наблюдается снижение содержания кислорода в порошках мелкой фракцич, что объясняется, по-видимому, тем, что помимо оксидного слоя начинается размол -твердого раствора, содержащего небольшие количества кислорода. Можно предположить, что при = 0,5 и 1,0 ч размальГ-рается только оксидная пленка и поэтому содержание кислорода в мелкой фракции велико за счет измельчения поверхностных сдоев, с увеличением содерианил в мелкой фракции последующа слоев наблюдаем снижение общего содержания кислорода в данной фракции.

Получено, что чем больше температура и время окисления, тем быстрее происходит насыщение °С -тчеодогс растгора и чем больше увелччивается содержание кислородг. в стружке, тем . ' больше степени охрупчивания мо:лно достичь. Ко проведение окисления выше Ю00°С (Т050°С, П00°С) приводит к падению значения выхода годной фракции (менее 100 мкм) по сравнению с по-

лучотогм выгодой при тегаератураг 900-1000°С„ Получас?сл сто? результат поуону0 что в случае быстрого нагрова сгрузка ?5гш:з-еого сплава ВТ-20 кове-т спыоаозго^йтьел н образуемся спек, ватрудняяций размол я получение годной фракции.

5 цолъв полного перевода струаки в пороаок с разизрои «истиц ивнвэ 100 щ!ц, но имэет таюга сама проводить окислекиэ Ьрн 800°С. Таким образом мояно рахоызндоЕать окисление при 900-1000°С. В атои интервале .тешератур в точение нспродояантолыю-го врочена окисления,иопно достигнуть закатного огрупчгншим, позволяющего при посладукдеи розколо получить поровок оадакиоЗ фракции.

И, наконец, проведено сопоставлэже' експзр^энталы^с: к расчетных данных по окислеюи. С использованием повоствс сна-чеиий коэффициента дпф$уэии кислорода в сС -титан бил преподал расчет изменения концентрации кислорода по ссчон;а строки (образца) . Распределение концентрации кислорода опмсикются дкф-' ференцнальшш уравнением Фика. Пр:; ргабшш теорэтпчгскоЗ вздута бил сделан рдд допущений: .

а) величина коэффициента д1ф}узки но озваент о? рацки;

б) исходный образец не содерокт кислорода;

в) отсутствует оксидная пленка ка поверхности сплава.

Пример шполнеиногр на ЭВЦ расчета распродалглпъч кислорода

по евчениа стругкн и уволггченяя обцаго количества кислорода о . пай прздетавлен на рис. 2.

Анализ графиков-показывает, что пря Т*£00°С достсгагтся полное насыщение струим тожцйкоЯ 2,24 Ю"4 и с сздарзкоЗ 6 ч с образованием ¿С -твердого раствора. Пра Т » 900°С сто? процесс происходит пр;; Сок » 4 ч, а при Т » 1000°С цозаю доставь аналогичный результат пр: продолзателъностя окиелвтгя I ч. Э*с-порименталь^е н расчетные кривно для стружки с толзушоЛ 2,24 Ю" и в интервале врокекя Еыдоргкн до полного .насадснлл <£ -твердого раствора хорошо согласуется друг с другой. Пра более длительных суде рисках наб .издается раезеоадекяа, которое «окно объяснить следующим: после полного Е&свдекия -твзр-дого раствора допущение об отсутствии окседной пленки стьноест-ся несправедливым. Оксидная пленка увв качкиаот играть опрздо-лвннуи роль.

Для стружки толщиной 3,04 и реализует?ся шалогкздая картина, с той лиаь разницей, что справедливость допудктяП сб

tí, к г/м* 0;5

0,2

0.1 0

о г л б в ю

Браня, tac

(S)

/ f

1

{ •

О-

(а)

С, КГ/MÎ 0,48

0,15

ОЛ

О,«

U

Peo. 2. Распрадглзкгэ ксслорода по сечсгют струг?.«

TOj^ntECf? 2,24 13"* н псслф сислвния прз тсгае-рптурэ 1000 С Ca) о увелячеЕие ctíüsro седерезгги kirc.roрода a отрубке ща твг/тотштрэ IGuO'c (сплошная ляг®я - расчет; пукятзрная линя -

8ЕСПар^!5ЖГ) ( 61

ю

отсдоотдшк* влияния поверхностной оксидной пленки сдвинута в сторону более продолжительно* выдержек.

Следовательно,, предлоиеннаяупрощенная модель расчета скорости, кабальной1 стад*И| окисления,, основаикак на пренебрежении, вдиянавккпоьерхиостной оксидной' пленки,, справедлива практически'до стадии« полного насыщения кислородом -твердого раствора, то есть до содервания> вобраацв ^ (по массе) кислорода.

ПРОВЕДЕНИЕ .КАЙЩИЗАЦИИ! ОХРУПЧЕННОЙ СГРУ1КИ

Карбздр.",ац>а>. смсса) порошков окисленного титана с седей в експерииентальшх условиях проводил» в нестандартной высокотемпературной1 вакуумной: электропечи.'сопротивления сшггного типа.с графитовым*нагревателем.при.тешературах 1800-2000°С. Вакуумная система обеспечивает остаточное давление Ю-1 Па. На рис. 3 представлены зависимость содержания свободного и сея-г&тюго углерода в карбвде титана<оптемператур* карбндиэацнк. Карбид титана с содерваниеы сБЯз&даого углерода шсс.

и свободного углерода ^ 0,2 шсс;^ образуется в случае проведения карбвдязацки при тешэротур»- 1950°С,

Полное протозсаиио карбедЕ:2йц^г11г получение однородного продукта достигается прилродоетдаеяьности ыедеракн I час.

Яямичвский состав пэроака. V Л0 , Л/ У, полученного после охрупчмв&шяна воздухе-к^ кзм^дьченкя в ел росой ивлые-це, не окаяиваег суцбстьскнаговякжкя ка кекечиыЯ состав образующегося после карйедкзац»1кар5Еда теташ. Изобходкно только кзыонять соотасЕКЕ!0- 7?1 к саз: в-з&вяскиосгв

от содереания кислорода 1К.1йа02~>Бис;срупч«3!0м продукте. Следует отметить вахЕнэсть тсчиссгк' зоаггсзского акалкза на кислород и азот в 7? (0 ', М) * к »тца¥елького псрс^льаная сагсн для карбидизацкп.

Процесс карбкдкзгщ;1я'Лис!гкрусгся"Дк$фуайбЯ углерода в карбвде титана. К тико»у, ваюючанкз- приводит соответствие экспериментального впсисни полной 'карбадвэации с его оценкой по^соотноиениз! , еелн 'в качестве и исполь-

зовать, известные для разных* температур авачеякг коэффициентов дкффузии. угяерода Е'Карбзд твтана^

Увелвнеиио теетерагуры^карбадкзации более 1900°С нецелесообразно, ,Т1к.. клчестго продукта практически! но меняется, ,а

4,Я У 0 Ч а

3.5 1

2,5 $

1.5 1

0,5

1800

1900 2000 2100 Тёиперагура,

Рпо. 3. Зависимость- содержания свободного и связанного •

углерода о карбкде тягана от температура кЧрбкдй-пацка; ПродолгптбЯьность сцдорякн при те'-яйТйс*^ гарЗедвзацга I Чо

гмргогатрата растут.

Содвратглэ спободпого, сслгатого углерода;. ккйлйрЗДь' (<С 0,2 ir3.cc.iS> а азота ( 0,2 г»сс.$) в карбг&Ь'тйШЭД-пЬлу-чггшои кэ огруггтениой кз соэдугв, мзнзльчйнной 'и''ккрвНЦЬйй^о-сьнной титановой стругяп» находится га уровне лучаюСпроХюлен-образцов углэтор^пзсгого прбида тктаиа и 77 С , • наготовленного са»5распрэстрагг;гзгся глсокотеетвратурйд! 'сот*Мои.'

Используя пихту для карбгдазацли с содержаний учёрода 1 иекьза стаяоиэтрпчвского, когно полу^ть дг$е*»гия'по углё-

роят клрбкц титана заданного состава с кинкшлъгс&г содораанк-см свободного углерода б кислорода.

ИЗГСТОВДЕШЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ БЕЗВОЛЬСТАМОВШС ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

(ТН 20) НА ОСНОВЕ «СГГРУКаОВОГО" 7/С

Проводилось исследование возможности использования пороз-карбида титана для изготовления изделий из безвольфраковогс твердого сплава ТН 20. Это часть была разделена на трк направления:

а) Изучение комплексного процесса спекания безвольфрамового твердого сплава ТН 20 дклатоиетрнческкм методом.

б) Проверке результатов дилатометрического анализа путем изготовления кздеякй кз сыесей попоаков Т/С- А//- ь!о и пос-яедувдеи спек&ккв в другой установке. Определенно потер» иасеа пш спекании.

о) Изготовление опытное пастек образцов твердого сплава с пропиленных условиях к определенно юг свойств.

Комплексное исследование процесса, спекакяя спрсссскизых образцов проЕодклк с кспольяованяса нестандартной с&куукхой сысоеотемперз.турпоГ. установке. Устройство устштекк сойволке? одновременно нзызрять усадку к кзкеиеиие електросопротквлвнкя образцов в процессе спекания.

Для приготовления сютвов с качестве ьсходная комг.онел-тое кспольэовахп порозкюб раскис карбкд ткт&то, пояучс,пы2 кг струякошж отходов тстанового сплава ЕГ-1-0, карбоивлькй* иякель ПНЭ-1, ГОСТ 9722-79 в иолкбдек ШЧ, ТУ 48-19-69-80.

Образу сплсса заданного состава готовило по ст&здарткой мзтодкке скегеккод ксгодшг коитюногтов (77431 шсс.Й ъс. 13-17 tc.cc.$ М „ 4-8 шсс.ё ). ПрЕссоввкке брикетов (кгсса 2,5 г дкакотр Ю цц) крзеедкхк под БйЕяеккем 300 1Лг.

Иаутжла вшювв гсгиохоггггесЕсг паракатрог - ссс^ьез вкш, скороств югрггл, кгсгср^этссксК. кздершгн с прздьаыиЛ ткшература ка спекасшсть сохгядсясодоре^уа' сороар.ов па ста-дкег, прсдесстеуЕхуз обр&еосгк&г бсспораспос образцов. В качеств® крс?<;ряЕ саеглсюстс бихг с..-3рака удобкас при дакато-кзтркческя: кгксрсталх - гыгтбратург капала скья-

ссеиоГ; успдк». (Т^^), с?ксск?екым> хкнеСкас усадкь ( ) с отеоеетегмгая х&ьаххх згеедиа сбр-хц^ ().

Дяя юойсг.сяпг. Еййс^а соссьвг. катти о скскастае«» кяс-

<

глс£л б'кп np;iTOTOMSîa o¡5pasttJ с порсисшмЛ кокцентрацпзП якеяя я ¡.галпбдена. Cöpasici тпгрэпалп до 1400°С со спороетъэ [5 гра,"/'"-"' с пятнадда^—П^коЯ ЕцдортяоЯ np".i 1250°С. По пзулътатаи днлатокзтрэтосккх пэгзряглЛ опрэдолош napiKorpi ¡покшгнл. В табл. I прчвсдетал дащмв о состазэ ксслодогатга :бр,:!>оз я рззультатл спт.;:п:!нп.

ТЪблшд I

Состав образцов п результату дилатопотротостгс

Урлзец Состав "Тс" сплпвоз» "лГ incs/л "'Ж' Параметр! :покаппл "лГЛ"'

I 01 13 G 1215 6,0

?. 79 15 G ' 1185 7,2

3 77 17 б I КО '2,3

■i 01 15 4 à * 1IG5 7,8

5 77 15 8 1225 4,9

С уча?оя пргд::стор:л образцов к условна тг 'í^f-гэоб ¡стэдитрацпл гляазя я етл;:Здо1й. в задапгк пределах огсагисает -ро?лгопологг:оэ tn спзкасетсть сбразцоэ. Уволячпшэ

одзр^а:тл ;гппазя лая nipav'Tîp Т „ э сторону более ¡шэ-лз тс-пзратур, тогда саз с ростов уолиЗдена

збгздае?сл кзкоторэо TCísspaTypu тпала спекания.

1Ьучскпэ засасгаэста спглас^остя с? '/стгз.тсгпчсск-тз ус-озяЛ спсхагая прэвода» m с-Зрагглз ггр-! постотзюЯ еокцкгтра--л 1гг!ззл (15 касс.5) п юлгЗдогп (6 l^cc./>). 15ослсяоеакял розодатя а токпгрзтургюа ггг?срзало 000-ic00°c пря сгоростя агрэгз образцов 8-10 град/кяя. Аглл::з дагсха поэзоляет едэ-гть еяезутзяо сбобззкгз.

Нйзэ Tetarepatypi плгата К1Гсисяп?оЗ усадки ( 1200°С) паб-здаетсл гкд кеэгаелтэгьгеэ уязотнекяо порезхоа - а пределах -5%. Пря болоз к;сояпя ткяэратурах - а пггергалэ 1200-13Э0°С роисгодпт егачхообразг»® увалстсияз гарз.'-тра <4\/ до, rrpi-зрх>» 133. Поеясияэ каксшалькоЯ температуры спзхаияя tasase? закогюкзриов ув«ятекяо усадил, однако ггр тклзратурах гт» К00°С юяягао втого Сакто^з етггюггггед пгзгачэтзжмиа к?тзр:агэ 1400-16С0°С трзкзтр AS/ узелячясаотея всего от

20 с4 до Изотермическая выдержка образцов при температуре нюхе Т „ практически не влияет на юс спокаемость, тогда

"•У* я.

как при нагревании вше ^.у. увеличение температуры и продолжительности изотермической выдержки приводит к заыетноцу росту параметра

На рис.4 приведены характерные кривые температурной зависимости и &1 , полученные по резулстатам одновременного измерения электросопротивления и линейных размеров образца при спекании с различными скоростями нагрева.

Уплотнение образцов при нагревании от комнатной температуры до температуры вблизи Т ^ сопровождается закономерным уменьшением величины Р приблизительно на два порадка, а затем при дальнейшем нагревании в температурном интервале Ю-20°С происходит резкое падение Р , примерно, на два порядка. Вследствие высокой чувствительности электрических параметров к плотности спекаемых потстых материалов и состояний контактов, скачок ■Р Фиксируется при температуре 1160-Ш5°С, что на 25-30° ниже соответствувцей прячем

меньшей температуре отвечает меньшая скорость нагрева. Наблюдаемое резкое уменьшение величины удельного объемного соптютявления, гтеяшествутаее интенсивной усадке образцов, связано с появлением в системе жидкой фазы я с изменением состояния контактов. •

Затем, в стандартной вакуумной установке проводилось шх>-долженяе изучения характеристик спекаемо стк обоазцоз твердое сплавов. Были изготовлены образцы состава 79£ 77 С —15^6 V' -

Но с использованием Л С , полученных из стружки тита-нозмк сплавов ВТ-1-0 и ВТ-20, Показано, что усадка смеси 7?С-М'- Мо на основе порошка Г/С с размером зерна •^1-2 ш протекает полнее, чем для относительно крупнозернистого порошка с размером зерна иш. При температурах спекания 1450-1Ь00°С достигалась плотность в первом Ьлучае 99,01-99,43!$ от теоретической я усадка {Л\/, %) 39,00-39,21)1 и во 'втором - лишь около 77,32-81,61$ и усадка 22|. После спекания плотность образцов составляла 5,40-5,56 г/см , (определилась гидростатическим взвешиванием). Твердость 89-90 Н/?А, то есть изделия из сплава ТН 20, полученного из окисленной стружки титановых сплавов, ни по плотности, ни по твердости не уступают промышленных.

12С0 1400

Температуря, 'С Ряс. 4„ Зависимость удельного электросопротивления и

линейной усадки при скоростях нагревания 21 град,' мин (крнгые 1,2) и Ю град/миг (кривые 3,4).

Для подтверждения результатов эксперимчнталькой части ре. б о ты на кафедрэ была изготовлена партия порошка 7? (.С,// ), а эятеи произведена карбидизация порошка п промышленные условиях. После этого была изготовлена паргйя изделий из безвольф-

разового твердого сшгезг ТН 20 со струякоЕаа карбидом титана та коьйииа?э УзКТЖУ Чз,-р®<х. Комплексное исследование кг фи~ эикс-хкшчзскк: к експяуэт&цкожссс свойств показало их полной соответствие техническим условиям на изделия из сплавов ТН 20 (га основе утлетермического Т/С ).

выводы

1. В результате исследования процессов окисления и измельчения стружки титаношх сплавов установлено, что для получения 100$ выхода годной фракции с размером частиц^меное 100

_ нужно проводить окисление при Т = 1000°С, (, окисл «1,0 ч и размол в течение Ю час. Предложена математическая модзль пи-чалы гай стадия окисления^ позволяющая определить оптимальшо режима окисления струяки различной толщины.

2. Определены кинетические характеристики взаимодействия с кислородом стружки титанового сплава ЯГ-20. Установлен зависимость скорости насыщения струяки кислородом от времена и, температуры окисления. Показано, что высокая степень охрупта-вания соответствует еысокой степени концентрации кислорода в стружке.

3. Разработана технология получения карбида титана иа струукойых отходов титаночых сплавов путем оксидирования - кар-бидиэации окисленной стружки. Откачено, что состав порок:»

7? (0 , Л/ ), полученного посла охрупчивания на воздуха н из-мельченир,- на оказывает существенного влияния на конечный состав продукта карбидизациа. Необходимо только изменять соотаоаа-ние 7Г (О , А/ ) к сажи в зависимости от содергания кислорода к азота в охрупчеином продукте окисления.

4. Исследовано спекание безвольфрамовых твердых сплавов на основе уарбида титана, полученного из струяки титановых сплавов ВТ-1-0 н ЗГ-20, Устаноплега температуры начала ииген-сивноЯ усадки и ее окончания. Опроделгны основные свойства опытного сплава ТН 20 и показано, что безвольфрамовый твстздыЯ сплав, полученный из "стручкового" карбида титана по физико-химическим и эксплуатационник свойствам каходется на ураши стандартных прокаленных спллеоб.

5. Предложенная схема получакпя карбида титака к?; о,гас-лочкой струлки не только расаирлат сырьевуа базу цутиллуркчзс-кой пр^шал емкости, но и улугаас? экологкческуэ оО&ииу^.у,

возвращая в производство зколсгячески чистым процессом отходы сзикностроителькыя и металлургических производств, ^кономкчгс-кя предложенный метод обоснован, так как себестоимость полученного порошка карбида титана (3,74 руб/лг) существенно ниже существующей на предприятиях твердосплавной промыаленности.

Основные результаты диссертации изложены в работе:

I. Ленинский Ю.В., Перес Д.0.„ Петров А.П., Длотккн С,С. Усадка сплавов в снстеие Т)С- а//- Йо при спекании. Деп. ОНШГЭИ, г.Черкассы, Р 136-ХШ9. С,б0

Зак.ЮЬ тпрсш 100 сет.

Ротапрлктнал КИГХТ ик. У.В.Лог-окосоЕа, Й.Пярогсвская ул. ,д.Т