Способ и шихта для получения композиционного порошка на основе боридов железа и титана

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения порошков на основе боридов. Цель изобретения - снижение стоимости продукта при высоком его выходе. В качестве оксидов используют титаномагнетитовый концентрат , при этом шихта для получения композиционного порошка содержит, мас.%: титаномагнетитовый концентрат 15-30; борная кислота 50-52; углерод 18-35, перед восстановлением ее прокаливают на воздухе при 600-800°С, а восстановление ведут в вакууме при 1200-1300°С. В результате получают композиционный порошок, состоящий из боридов железа и титана и карбида РезС с железной связкой, который можно применять для плазменного и лазерного напыления , в качестве упрочняющих добавок в износостойкие материалы. 2 с. п. ф-лы, 2 табл. se

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1630869 А 1 (51)5 В 22 F 9/18, С 22 С 29/14

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ рп4 I 1

Ы

H А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4616548/02 (22) 19.12.88 (46) 28.02.91. Бюл. № 8 (71) Институт горного дела Дальневосточного научного центра АН СССР (72) В. В. Виноградов, В. А. Гордиенко, Е. Н. Ефремова и А. В. Чернышев (53) 621.762.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 677813, кл. С 22 С 29/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 204994, кл. С 01 В 35/04, 1968. (54) СПОСОБ И ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ПОРОШКА

НА ОСНОВЕ БОРИДОВ ЖЕЛЕЗА И ТИТАНА (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам полуИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения порошков на основе боридов.

Цель изобретения — снижение стоимости продукта при высоком его выходе.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. Титаномагнетитовый концентрат (ТМ), имеющий следующий состав, мас %: Ре20з 46,7; FeO 35; Т102 8,4; А!зОз

3,2; SiOq 3,2; MgO 0,7; СаО 0,3; примеси— остальное, смешивают с сажей и борной кислотой в соотношении, мас.%, 15:50:35 и прокаливают в графитовых тиглях на воздухе при 600 С в течение 2 ч. Затем в этих же тиглях проводят восстановление при 1300 С в вакууме 1,3 МПа в течение 0,5 ч. Полученную железоборокарбидную смесь размалывают в шаровой мельнице, просеивают и отделяют избыток сажи.

В табл. 1 приведены технологические параметры и составы исходной шихты, где

2 чения порошков на основе боридов. Цель изобретения — снижение стоимости продукта при высоком его выходе. В качестве оксидов используют титаномагнетитовый концентрат, при этом шихта для получения композиционного порошка содержит, мас.%: титаномагнетитовый концентрат 15 — 30; борная кислота 50 — 52; углерод 18-35, перед восстановлением ее прокаливают на воздухе при 600 †8 С, а восстановление ведут в вакууме при 1200 в 1300 С. В результате получают композиционный порошок, состоящий из боридов железа и титана и карбида

РезС с железной связкой, который можно применять для плазменного и лазерного напыления, в качестве упрочняющих добавок в износостойкие материалы. 2 с. и. ф-лы, 2 табл. примеры 1 — 3 содержат предлагаемые интервалы исходной шихты и технологических параметров, примеры 4 — 5 — заграничные значения составов шихты, примеры 6 — 9 содержат заграничные значения технологических параметров.

Некоторые характеристики полученных композиционных порошков (фазовый соста полученных порошков, размеры боридов и выход годного продукта) приведены в табл. 2 в

Как следует из приведенных результатов, снижение содержания в шихте ТМ и увеличение сажи ведет к снижению выхода годного продукта и к увеличению содержания свободного углерода, увеличение содержания ТМ и снижение сажи приводит к недовосстановлению оксида титана. Снижение температуры восстановления приводит к недовосстановлению оксидов железа и титана, а превышение температуры свыше

1300 С приводит к значительному увеличе1630869 нию размеров боридных частиц. Недостаточно высокая температура (менее 600 С) прокаливания приводит к значительным потерям шихты при вакуумном восстановлении, повышение же температуры свыше

800 С не дает изменения в фазовом составе и в других параметрах, но, очевидно, нецелесообразно из-за экономических соображений.

Таким образом, выбранный режим (примеры 1 — 3) позволяет получить полное восстановление оксидов с минимальным размером боридных частиц и высоким выходом годного продукта. Полученный композиционный порошок можно применять для лазерного легнрования, плазменного напыления и в качестве упрочняющих добавок в износостойкие порошковые материалы.

Формула изобретения

1. Способ получения композиционного порбшка на основе боридов железа и титана, Таблица 1

Состав СодержаТемпература прокаливания, С

Температура восстановления, С

Продолжи- Вакуум, тельиость МПа

Продолж.

1;о и/п ние комисходной прокаливания,. ч восстановления, ч понентов мас.7 шихты

600

2,0

1300

0,5

700

1,0

1250

1,0

1,3

1200

800

0,5

2,0

1,3

700

1,0

1250

1,0

700

1,0

1250

1,0

1.3

550

2,0

1250

1,0

1,3

850

0 5

1250

1,0

1,0

700

1,0

1150

2,0

1,3

700

1,0

1350

0,5

1,0

ТМ н» во, Сажа

ТМ и, во>

Гажа

ТМ

НЗ во» ,Сажа

ТМ н» во»

Гажа

TN н во>

Сажа

ТМ н» во, Сажа

ТМ

Н3 во

Са жа

IN

Н» ВО»

Сажа

TI1 сн, во>

Сажа

51

24

52

18

53

37

16

34

51

29

51

29

51

29 включающий смешивание оксидов железа и титана с борной кислотой и углеродом с последующим восстановлением и измельчением полученного спека, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости продукта при высоком его выходе, в качестве оксидов используют титаномагнетитовый концентрат, перед восстановлением смесь его с борной кислотой и углеродом прокаливают на воздухе при 600 †8 С, а восстановление ведут в вакууме при 1200 †13 С.

2.,Шихта для получения композиционного порошка на основе боридов железа и титана, содержащая борную кислоту и углерод, ртличающаяся тем, что, с целью снижения стоимости продукта при высоком его выходе, она дополнительно содержит титаномагнетитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. о :

Титаном агнетитовый концентрат 15 — 30

Борная кислота 50 — 52

Углерод 18 — 35

1630869

Таблица 2

Выход годного продукта, Ж

Фазовый состав, мас.Х

Размер боридных часN- примера

Т О Ре Оа е Ге В ГеВ ГеаС

Сев тиц в

Fe-связке, мкм

Составитель О. Секредова

Редактор А. Ревин Техред А. Кравчук Корректор М. Максимишинец

Заказ 513 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

1 28

2 36

3 40

4 22

5 39

6 28

7 33 .8 30

9 34

8 .8

6

8

7

14 22

15 18

16 16

14 20

15 18

14 22

14 20

13 20

16 20

10 18

9 14

8 12

8 26

6 10 4

10 18

9 15

6 16 4 4

8 14

0,1

0,05

0,03

0,05

0 05

0,05

0 05

0,01

0,25

74

76