Среда для диффузионного титанирования

Среда для диффузионного титанирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()789630 (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (51) М. Кл.

С 23 С 9/04 (22) Заявлено 26.03.79(21) 2741174/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.80 Бюллетень № 47

Государственный комитет по делам изобретений н открытий (58) УДК 621. . 793.6 (088. 8) Дата опубликования описания 25.12.80

Г. Б. Лазарев, Н. П. Байдак, В. Д. Фоменк, Н. Н. Койгушский и Е. Я. Филимонов (72) Авторы изобретения

7Г. ц :;., Государственный ремонтно-строительный Ьнезтиад э ванный трест "Укрцветметремонт" (7! ) Заявитель

g щзо (54) СРЕДА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ТИТАНИРОВАНИЯ

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному титанированию в твердой порошкообразной среде, и может быть использовано в металлургической, химической, машинострои5 тельной и других отраслях промышленности.

Известен процесс титанирования, при котором титанирование осуществляется смесью, состоящей из 25% титана, 50% окиси магния, 15% металлического магния и 10% хлористого магния 1 .

Однако указанная смесь требует боль-, ших трудозатрат на гранчлометрическое усреднение, дозировку, перемешивание и сушку. Кроме того, металлические порошки магния и титана взрыво-пожаро-. опасны, что требует особой осторожности при работе с ними.

Известен также состав для титанирования, содержащий 75% малоуглеродистого ферротитана, 15% плавикового шпата, 4% фтористого натрия, 4% соляной кислоты и различные примеси 2 .

Однако указанный состав также требует больших трудозатрат на подготовку смеси. Кроме того, работа с соляной кислотой требует особых мер техники безопасности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав, содержащий зубчатый титан с добавками бифторида аммония 13 .

К недостаткам состава относится необходимость предварительной подготовки состава перед использованием его в процессе титанирования (дозировка, смешивание, гранулометрнческое усреднение, сушка) .

Кроме того, необходимо отметить высокую стоимость титановой губки (800 руб. за l r).

Цель изобретения — ускорение и упрощение процесса титанирования.

Поставленная цель достигается применением остатков процесса электролиТаблица

Губка титановая (ТГ-100) -98

980

Бифторид аммония-2

3 78963 тического рафинирования низкосортного губчатого титана, например анодного их остатка, в качестве состава для диффузионного титанирования.

Остатки процесса электрического рафинирования имеют в своем составе 3070% солей и 70-30% титана и его окислов. В состав солей входит ИаЫ (35-40%), КСВ (55 60%) >>©$ l-l.0%), (l-l0%), а состав титана и его окислов — Ti (60-98%) Ti60y(l-18%), ey g (l-г0%).

Электролитическое рафинирование основано на растворении титана из низкосортной титановой губки, служащей насыпным анодом, и электролитическом осаждении его на катоде. Анодный остаток представляет, собой мелкодисперсный сухой продукт с фракцией частиц от

1 до 1000 мкм, имеющий насыпной вес

l,l-3.,2 т/м и содержащий металличесЪ кий титан с окислами титана и железа, пропитанные сплавом хлористых солей (остатками электролита) . Встречающиеся более крупные куски анодных остатков, в отличие от губчатого титана, применяемого в настоящее время для диффузионного титанирования, легко измельчаются, а измельченный продукт пожаробезопасен, так как пропитан хлористы- зо ми солями.

Лнодные остатки в связи с отсутствием в настоящее время способов рационального их использования являются отходами

0 4 электролитического рафинирования и выбрас ываю тс я в от в ал.

Однако наличие в составе анодного остатка значительного количества титана (25 80%) обеспечивает протекание процессов диффузионной металлизации, а наличие хлоридов оказывает при этом интенсифицирующее воздействие за счет восстановления окислов на поверхности титанируемого изделия и ускорения транспортировки молекул титана к этой поверхности ионами хлора.

Высокая дисперсность, низкая влажность анодныхостатков, наличие в них активных хлоридови высокого содержания титана позволяют использовать их в качестве состава для проведения диффузионных процессов без подготовительных операций и тем самым значительно сократить трудоза-. траты на проведение процессов титанирования.

Процессы диффузионного титанирования проводят в реакторе с предварительным вакуумом l° - lO 1 мм рт. ст. при температуре 950-l 000 С и времени в ыдер жки 6 ч на образцах из стали 3, стали

l2X18H1.OT и чугуна СЧ-l2-28 помещенных в засыпку из анодных остатков различного состава.

Результаты проведения процессов, выявленные последующими металлографическими исследованиями, представлены в табл l 2.

Сталь 3 l00-130

Сталь

12XlSHlOT lOO-l20

Чугун 60-80

СЧ 12-28

789630

Таблица 2

1 10

1 10

1- 10

l 00-l 30

90-1 20

80-1 00

Сталь 3

Тс же

30/70

50/50

70/30

980

980

980

1 ° 10

Сталь l 00-1 20

l 2Х1 8Н 10Т

980

30/70

1 ° 10

lilO

1 10

980

То же 90-120

80-100

50/50

70/30

30/70

980

Чугун СЧ-l 2 40-80

-28

980

1 10

Чугун

СЧ-l 2-28

50-70

50/5

980

l- 10

70/30

50-60

То же

980

45 . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Л 172170, кл. С 23 С 9/02, 1963.

2. Защитные покрытия на металлах.

S0 Сборник, К., Наукова думка, 1971. вып.4, ВНИИПИ Заказ 9006/32 Тираж 1074. Подписное

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Сравнительный анализ табл. 1 и 2 показывает, что использование анодных остатков для диффузионного титанироваа ния позволяет получить равные по толщине покрытия в более короткий срок (5 ч), Предлагаемый состав для диффузионной металлиэации, представляющий остаток электролитического рафинирования ниэкосортного губчатого титана, позволяет ускорить и удешевить процесс металлиэации, за счет использования отходов производства, снизить трудозатраты .на 50 ю за счет ликвидации подготовительных операций (дозировки, смешивания, гранулометрического усреднения и сушки), ликвидировать взрыво-пожароопасность и улучшить условия труда.

Таким образом, анодные остатки электролитического рафинирования низких сортов титановой губки, являющиеся в настоящее время отходами производства, могут быть эффективно использованы для проведения процессов диффузионного титанирования.

Кроме этого, в качестве металлизатора могут быть использованы близкие по составу катодные осадки очистных электролиэеров и остатки реакторов для по31 лучения низких хлоридов титана. форм ула изобретения

Ю Применение остатков процесса электролитического рафинирования губчатого титана в качестве среды для диффузионного титанирования.

3. Защитные покрытия на металлах, Сборник, К., Наукова думка, l 978. вып. 12, с. 80.