Способ получения тугоплавких соединений переходных металлов с неметаллами

,гО П И С А Н И Е ВЗУОЗИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.- С 016 23/00 5 ВКИ Мо присоединение Государствеииый комитет Совета Министров СССР 23) ПриоритетОпубликовано 30.11.76, Бюллетень 1 че 44.62(088.8) по делам изобретевий и открытий, В. Самсонов,1) Заявптел 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИИ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ С НЕМЕТАЛЛАМИИзобретение относится к области порошковой металлургии и мозкет быть ис 110 л 1)зовано в промышленности абразивов.Известен аособ получения плавленных тугоплавких соединений металлов с неметаллами, например карбидов титана и ниобия, обладающих высокими абразивными свойствами, заключающийся в том, что из порошкообразного карбида, полученного обычным способом, с пластификатором прессуются электроды соответствующих размеров, которые сушатся, спекак 1 пся и затем плавятся, как расходуемые электроды в дуговых печах при температуре 4500 - 6000 С под давлением инертного газа в несколько десятков атмосфер с целью подавления диссоциации карбида. Полученные таким способом монолитные плавленные образцы измельчаются до порошка необходимой крупности 11.Основными недостатками этого способа являются многостадийность процесса и сложность оборудования, высокие затраты труда, а также трудности получения продуктов с низким содержанием свободного углерода ввиду усиленной диссоциации карбидов в электрической дуге, что значительно снижает их качество как абразива. Кроме того, известный способ не позволяет получать соединения ч композиции с повышенньгми абразивными свойствами, которые при температуре ихплавления являются неустойчивыми,Целью изобретения является упрощениетехнологии и оборудования, снижение темпе 5 ратуры процесса и получения соединений свысокими абразивными свойствами.Для этого получение тугоплавких соединений переходных металлов с неметаллами (бором, углеродом и пр.) с повышенными абра 0 зивными свойствами осуществляют не прпереплавке готовых сосдиноний, а путем прямого взаимодействия элементарных компонентов при нагревании. Синтез ведут прп взаимодействии частичек расплавленного металла5 дисперсностью 150 - 200 мк с частицами неметалла,Нагревание уплотненных под удельным давлением 1,5 - 1,6 т/см в брикеты диаметром ивысотой 50 - 55 мм смесей осуществляют подвуступенчатому режиму: постепенный подьем до температуры начала интенсивного взаимодействия компонентов со скоростью 350 -40 град/мин с последующим перемещениемобразцов в зону с температурой на 350 -400 С превышающей температуру плавленияметалла.Продукт в виде пористой губкоподобноймассы, состоящей из прочных зерен тугоплавкого соединения, измельчают до порошка не537031 Формула изобретения Химический состав,вес, ОоРазрушающая нагрузка, г/зерно Абразивнаяспособность30 Ссвяз. Ссво 6. 1,07 405 17,6 0,3 80,9 1,07 1,10 360 17,7 0,3 80,8 310 18,1 0,3 81,8 1,14 380 18,3 0,5 80,0 1,1740 390 18,4 0,5 80,Составитель В. Пополитов Корректор Л, Орлова Текред М, Семенов Редактор Т, Пилипенко Заказ 26875 Изд. Мо 1819 Тираж 630 11 одписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 обходпмой крупности. Предложенный способ позволяет получать соединения и композиции с повышенными абразивными свойствами, которые при температуре плавления являются неустойчивыми. 5Реализация предлагаемото способа на практике не представляет особых технических и технологических трудностей.П р и м е р. Усредненную смесь металлическото порошка титана дисперсностью 150 - 10 200 мк и сажи ламновой уплотняют на гидравлическом прессе под удельным давлением 1,6 т/смз в брикеты диаметром и высотой 55 мм с добавкой пластификатора (5% водного раствора поливинилового спирта) и су шат в течение 6 час в сушильном шкафу при 80 С до полного удаления влаги.Процесс синтеза осуществляют в горизонтальной методической электропечи, наполненной инертным газом, с графитовым трубчатым нагревателем, имеющим две зоны нагрева. Первую - с равномерно нарастающей температурой от 20 до 900 С и вторую - с температурой 2050 С, Брикеты шихты помещают в зону печи с температурой 20 С. Перемещают брикет по зоне с нарастающей температурой за 22 мин, что соответствует скорости подъема температуры образца 40 град/мин. Затем брикет проталкивают в зону с темпе ратурой 2050 С, которую он проходит за 25 мин и выталкивают в холодильник. Полученный продукт извлекают из холодильника и измельчают до порошка необходимой крупности.В таблице приведены химический состав и абразивные характеристики получаемого по описанному режиму карбида титана зернистостью 160/125 мам.Разработанный способ обеспечивает упрощение технологии и оборудования, снижение температуры процесса и получение соединений с высокими абразивными свойствами по сравнению с известным. 1. Способ получения тугоплавких соединений переходных металлов с неметаллами (бором, углеродом и др,) путем прямого взаимодействия элементарных компонентов при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и оборудования, снижения температуры процесса и получения соединений с высокими абразивными свойствами, синтез ведут при взаимодействии частичек расплавленного металла дисперсностью 150 - 200 мк с частицами конденсированното металла.2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что натревание уплотненных под удельным давлением 1,5 - 1,6 т/см в брикеты диаметром и высотой 50 - 55 мм смесей осуществляют по двуступенчатому режиму: до температуры взаимодействия компонентов со скоростью 35 - 40 град/мин с последующим перемещением образцов в зону с температурой на 350 - 400 С превышающей температуру плавления металла.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:1. Степанчук В. Н. и Шлюко В. Я. Получение и некоторые свойства плавленных карбидов титана и ниобия, Вестник КПИ, серия Машиностроение вып, 7, Киев, 1970.