Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В последние годы остро назрела сырьевая проблема в производстве карбида титана в связи с тенденцией к уменьшению диоксида титана и губчатого титана ТГ-ШМ.
В последние годы интенсивно велись научно-исследовательские работы по вовлечению в производство низкокачественного губчатого титана марки ТГ-Тв. При переработке ТГ-Тв образуются отсевы фр. -0,45мм и -0,18 мм, которые из-за высокого содержания примесей н отсутствия технологии нх удаления не могли использоваться в качестве сырья для производства карбида титана.
В связи с этим исследование физико-химических закономерностей процесса получения карбида из отсевов губчатого титана ТГ-Тв, направленное на создание технологии производства не только карбида титана, но и карбидосталей, актуально.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Обоснование, развитие и реализация физико-химических закономерностей получения из отсевов ТГ-Тв карбида титана, карбидосталей на его основе и разработка технологии их производства.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы определяется прежде всего тем,
что процесс горения отсевов ТГ-Тв в режиме
самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с образованием карбида' титана и получение карбидостали на его основе ранее практически не исследовались. Отметим лишь наиболее интересные результаты, обладающие научной новизной.
Впервые показана принципиальная возможность получения методом СВС карбида титана удовлетворительного качества из отсевов губчатого титана с повышенным содержанием примесей.
Установлены основные зависимости между качеством, выходом годного карбида и :
-физико-химическими свойствами используемых в качестве
сырья отсевов ТГ-Тв;
-соотношением фракций отсевов -0,18+0,08мм к -0,45+0,08мм в составе шихты для производства карбида титана;
-конструктивными особенностями реактора, позволяющими осуществлять процесс СВС при давлении не выше 1,5*105 Па.
Термодинамический анализ процесса горения шихты титан-углерод показал, что при давлении не выше 1,5*105 Па и температуре 1800К снижается содержание газообразных примесей в конечном продукте и растет выход годного карбида титана. Эти теоретические выводы подтверждены экспериментально в опытно-промышленных масштабах.
Предложен способ поверхностной обработки металла с целью снижения его пожаро-взрывоопасности, позволивший провести пневмоклассификацию отсевов, и повысить их качество за счет отделения высокодисперсной части, наиболее загрязненной примесями.
С использованием карбида титана различного состава получены образцы карбндосталп 6Х6ВЗМФС+25% ТіС удовлетворительного качества.
Совокупность результатов исследований и установленных закономерностей позволили разработать технологическую схему производства карбида титана методом СВС из предварительно подготовленных отсевов губчатого титана ТГ-Тв фр. -0,18мм и -0,45мм.
Полученный из отсевов карбид титана по составу и свойствам соответствует требованиям, предъявляемым к промышленному порошку карбида.
5 По разработанной технологии получена опытно-промышленная
партия карбида титана, из которого изготовлены образцы
карбидостали 6Х6ВЗМФС4-25%ТіС удовлетворительного качества.
Карбидосталь этого состава прошла испытания в качестве полых
волочильных оправок при протяжке медных труб. Износостойкость
оправок из карбидостали 6Х6ВЗМФС+25%ТіС вії раз выше, чем у
оправок, изготовленных из стали 30 ХГСА.
Порошки карбида титана прошли испытания в качестве компонента изиосо- и коррозионностойких покрытий на основе эпоксидной смолы.
теоретическое и экспериментальное обоснование метода получения карбида из предварительно обработанных отсевов губчатого титана ТГ-Тв с целью повышения качества и снижения их пожаро-взрывоопасности;
оптимизация свойств карбида в зависимости от качества отсевов губчатого титана, состава шихты и конструктивных особенностей реактора СВС;
технологические параметры опытно-промышленных испытаний разработанной схемы производства карбида методом СВС из отсевов ТГ-Тв;
результаты испытаний карбида титана в качестве основной составляющей при получении образцов карбидостали 6Х6ВЗМФС+25% ТіС.
ЛИЧНЫЙ ВКЛАД в разработку научных положений и достижение практических результатов заключается в том, что автором предложены методики исследовании, подготовлены и проведены лабораторные эксперименты, обработка и обобщение полученных результатов; выявлены закономерности влияния физико-химических свойств отсевов ТГ-Тв, соотношения фракций в шихте, конструктивными особенностями реактора СВС на качество и выход годного карбида; проведен термодинамический анализ
возможности образования карбида титана при пониженных давлении и температуре синтеза; при непосредственном участии автора получена опытно-промышленная партия карбида титана, позволившая провести исследование его свойств.
МЕТОДЫ ' ИССЛЕДОВАНИЯ. Использованы тестированные способы отбора проб и испытания материалов, методы планирования экспериментов, микроструктурный анализ, в т.ч. электронный.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты и положения
диссертационной работы докладывались на Всесоюзной
межвузовской научно-технической конференции "Порошковая
металлургия", Минск, 1991г., IV Всесоюзной научной конференции
"Пожаро-взрывоопасность производственных процессов в
металлургии", Москва, 1991г., 1-й Международной научно-технической конференции по титану стран СНГ "Наука, производство и применение титана в условиях конверсии", Москва, 1994г., VI Международной научно-технической конференции "Новые конструкционные стали и сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности изделий", Запорожье, 1995г., а также обсуждались на научных, семинарах кафедр редких металлов и порошковой металлургии МИСиС и металлургии цветных металлов ЗГИА.
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 6 работ и подана заявка на получение патента Украины (Приоритетная справка №95041768 от 19.04.95 г.)
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ