Способ получения азотированных лигатур

(11) 5573:"17 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 19.01,76 (21) 2314730/02 Союз Советских Социалистических Республик(51 С 22 Г 33/О аявкис присоединен осударственни 1 и комитетСовета й 1 иниотров СССРоо делам изобретенийи открытий 3) Приоритет) Опубликован(45) Дата опубликования описан 07,7 А. Д. Колмаков, М. Х.П. Боровинская, М. Аи С. С. Шестаковкий институт прикладнойТрудового Красного ЗнамВ, Куйбышева и Отделхимической физики АН С Зиатдинов(72) Авторы изобретения Научно-исследовательс при Томском ордена университете имени В институтаатематики и механикни государственномие Ордена Ленина(71) Заявител 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕ Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к обработке сплавов в твердом состоянии, и может быть использовано в производстве азотсодержащих составов на основе железа, предна значенных для легирования конструкционных, быстрорежущих и других марок сталей.Известен спосоо получения тугоплавких неорганических соединений, сущность которого заключается в измел;чении, бри кетировании смеси тугоплавких неорганических соединений, например, нитридов металлов 1 У,У групп с последующим азотированием в режиме горения, Основан он на использовании тепла экзотермической реак ции образования конечного продукта. Инициирование реакции взаимодействия реагентов осуществляется нагретой спиралью и поджигающей смеси, которые создают температуру, достаточную для начала процесса 20 взаимодействия. В дальнейшем процесс осуществляется за счет тепла, выделившегося в результате реакции. Температура в зоне взаимодействия 2 000-4000 С И .Существенным н,достатком способа25 ЗОТИРОВАННЫХ ЛИГАТ является то, что в качестве исходных компонентов при азотировании используются дорогостоящие порошки чистых металлов 1 У-У групп Периодической системы.В промышленности для легирования сталей широко используются азотированные сплавы железа с металлами ТУ-УШ групп Периодической системы элементов, например титан, ванадий, хром, марганец и т.д. Однако часто азотирование ферросплавов уже 1 У-У групп в режиме горения становится невозможным вследствие высокого содержания железа в сплаве. Например, как показывают опыты, феррованадий не азотируется в режиме горения, если содержание ванадия в сплаве менее 50%,Кроме того, не удается проазотировать в режиме горения металлы У 1-УШ групп Периодической системы вследствие нт.злого теплового эффекта реакции образования нитридов, не говоря уже сб азотировании этих элементов в сплаве с железом,Целью изобретения является разработка таких услогий взаимодействия, которые позволили бы значительно расширить сортамент лигатур, азотируемых в режимегорения, удец евить производство лигатурс высоким содержанием азота.Для этого предчагается способ, по которому исходные ферросплавы (например,феррохром, фероомарганец и т.д) измельчают в порошки и перемешивают в течечие двух часов с порошками металлов1-Ъ групп (или их сплавами с жеххезом)греакция взаимодействия с азотом которыхпротекает с большим тепловым эффектомУнапример с порошками титана или ферротитана, ванадия или феррованадия с содержанием ванадия более 50%),Перемешанные порошки ферросплавовпрессуют в брикеты, которые затем помешают в установку постоянного давления.Установку заполняют азотом, Давление азота 1-150 атм, Сверху на брикеты ставяттаблетку поджигающего состава (смесьпорошков титана с бором), которая воспламеняется с помощью нагретой спирали извольфрама или нихрома. После такого инициирования реакции азотирование брикетовпроходит в режиме горения. После прохождения фронта реакции возможно обьемноедоазотирование,. что значительно повышаетстепень поглощения азота. Весь процессазотирования, включая охлаждение образцов, занимает 20-30 мин. Температурав зоне горения 1500-2000 оС,Для азотирования литатур применялиособо чистый азот, содержащий не более0,1% ккслорода,и порошки ферросплавовсостава, вес %1) Ферротитан - Т 1 - 70, Уе - 30;2) Феррованадий - У - 46,81, б 1-1,70,С - 0,56, Р - 0,12, Я - 0,057,7 а - остальное;3) Феррованадий - У - 78,0, Ге -остальное;4) Феррохром - Св - 70,5, 6 - 03,С - 0,1, ь - 0,019, Р - 0039,гсфт ат чоО"5) Феррохромалюминий - Сг - 56,6,о 21,0, с0.9, Ре - остальное,р и м е р , При получении лигатуры Г р -г - Т 1 - И исходным компонентом елажит феррохромвзаимодействиекоторого с азотом невозможно вследствиенизкого теплового эффекта реакции, Сплав.Е.С измельчается до размеров порошкадисперсностью мечее 0,063 мм и перемешивается в течение двух часов с порошкомферротитана дисперсностью 0,125 мм присоотношении компонентов 50,7% (Ге - ОГ:),49.3% ( Ге - Т 1), Из перемешанного порошка прессуются брикеты диаметром20 л 1 м, весом 35 г и относительной плотностью 0,65, Брикеты затружаются в прл П р и м е р 3, При получении сплава 70 -Ч- Т- й исходным компонентом служит феррованадий (содержание ванадия 46,81%) дисперсностью 0125 мм, который перемешивается с порошком ферротитана при соотношении компонентов 51% феррованадия, 49% ферротитана. Из приготовленной смеси прессуются брикеты диаметром 20 ммвесом 35 г.относительной плотностью 0,65, Далее проделывают операцию, описанную в примере 1.Содержание азота в с щаве после взаи- модействия в атмосфере азота при давлении 50 атм составило 143 % (весовых). 35 40 П р и м е р 4, При получении сплава Го -г Ь, схогцьм копонентом ,лч ит феррохром дисперсностью 0,068 мм, Сплав Ге-СР перемешивают в течение двух часов с измельчением до дисперсности О, 125 мм порошком феррованадия ( Ч 78%) цри соотношении компонентов: 40% феррохрома, 60% феррованадия. Приготовленные смеси прессуются в брикеты диаметром 20 мм весом 32 г, относительной плотностью 0,64. Далее повторяется операция, приведенная в примере 1. Опыт проводитсч при давлении 40 атм, Содержанке 60 бор постоянного давления, на брикеты ставится поджигающая таблетка, к которойподводится электрическая спираль, послечего прибор закрывается и заполняетсяазотом до давления 50 атм. На спиральподается напряжение (не более 40 вольт)после чего происходит воспламенение таблетки. Процесс азотирования длится 2-3сек, после чего брикеты выдерживаютсяв азоте 20 мин. Содержание азота приполучении сплава Ге-( Р - Т 1-Ысоставило13,1 % (весовых 1.П р и м е р 2. При получении лигатуры Р 8 - СР- Т 1-Я - Й исходным компонентом служит феррохромалюминий дисперсностью менее 0,063 мм, Феррохромалюминий перемешивается в течение двух часовс порошком феоротитана дисперсностью0,125 мм при соотношении компонентов51% феррохромалюминия 49% ферротитана, Приготовленная смесь прессуется вбрикеты диаметром 20 мм, весом 30 г,относительной плотностью 0,56. Дачеепроделывается операция (пример 1). Со держание азота в сплаве после горениясмеси составило 16,7% (весовых),Эту же лигатуру можно получить, если ввести в состав смеси вместо Ре -Т 1чистый титан, Тогда, при всех прочих .0 равных условиях, содержание азота вслве повышается до 17,5%.,азота в приготовленной лигатуре составляет 10,2% (весовых).Предложенный способ получения азотированных лигатур позволяет быстро получать лигатуры с повышенным содержанием азота при использовании в качестве исходных компонентов смесей сплавов железа с металлами 1 У-УШ групп Периодической системыф ормула изобретения цСп соб получения азотированных лигатур, включающий измельчение исходных материалов, брике тир ование и азотирование в режимс горения, отлп ч аюш ийс я тем, что, с целью обеспечения возможности азотирования в режиме горения при расширении сортамента лигатур поЩ группу Периодической системы смешивают порошки ферросплавов - основы смешивают с порошками металлов Ш-Ъ" групп или с ферросплавами, содержашими металлы 1, У групп.Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР Ио 255221, 501 6 1/00, 1967 г.Составитель О. ВеретенниковРедактор Е, Братчикова Техред 3. фанта Корректор Е, СкучнаЗаказ 1008/51 Тираж 766 Подписное ЯН 1 ЛИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113025 Москва, ЖРа шская наб., д. 45 Филиал ПГ 1 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4