3. Технологія виробництва титану.

Відомо декілька способів отримання титану із його руд. Вибір способу металургійної переробки залежить від вимог і призначення кінцевого продукту, а також типу вихідної сировини і характеру домішок.

Технологічний процес виробництва титану складається із таких стадій (операцій):

1. збагачення руди;

2. плавленя збагаченої руди в руднотермічній печі з метою отримання шлаку, який містить 65 – 85 % ТіО₂ ;

2FeOxTiO₂ + C = 2TiO₂ +Fe +CO₂

3. отримання концентрату чотирихлористого титану (TiCl ₄) при температурі 900 ^оС та подальшому хлоруванні брикетів при 800 – 850 ^оС; порошкоподібний шлак з ТіО₂ брекетують і загружають в електропіч де проходить реакція

ТіО₂ + С + 2С = ТіС ₄ + СО₂ +

Після отримання хлоридів Ті і інших складових здійснюється складна очистка і отримують чистий чотирьоххлористий титан;

4. відновлення титану з тетрахлориду магній -термічним способом в спеціальних реакторах (Рис.3). При цьому отримують губчату масу, яка містить 65 – 55 % Ti, 25 – 30%Mg, 10 – 15 % MgCl.

В реакторі має місце наступна реакція :

ТіС + 2М = М С + Ті +О

Реторту охолоджують і виймають із печі. Титанову губку вибивають із реторти і сортують Отриману губку з титану переплавляють у дугових печах.

5. Чистий титан отримують іодідним способом:

Ті + 2І₂ Ті І₂

При температурі 200 ^оС реакція протікає зліва направо, а при 1300 – 1400 ^оС реакція протікає справа наліво. Цим способом отримують Ті високої чистоти.

Рафінування титану здійснюють також шляхом вакуумної сепарації при температурі 900 – 950 ^оС, тиску 10^-3 мм рт. Ст.

Технічний титан містить не більше 1% домішок. Згідно з ГОСТ титан випускається таких марок: ТГ0(99,65 Ті), ТГ1 (99,21% Ті), ТГ2 (99,18%Ті).

Найбільший виробник по виробництву Ті і Mg є титано-магнієвий комбінат в Запоріжжі.

4. Титанові сплави.

Для підвищення механічних властивостей титану його легують алюмінієм, який підвищує температуру алотропічного перетворення титана (альфа гратки в бета). Алюміній часто називають альфа-стабілізатором титану. Елементи, які стабілізують бета-фазу (молібден, ванадій, хром, марганець, залізо і ін.) називають бета-стабілізаторами.

В промисловості застосовують титанові сплави із структурою альфа-твердого розчину, або змішаної структури (альфа + бета) твердого розчину.

Алюміній, утворюючи з титаном твердий розчин, збільшує міцність, жароміцність і опір окисленню при високій температурі. Тому алюміній являється важливою складовою титанових сплавів і завжди входить до складу титанових сплавів.

Для отримання сплавів змішаної структури титан, крім алюмінію, легують додатково хромом, марганцем, молібденом, а інколи і іншими бета-стабілізаторами.

Двохфазні сплави титану мають майже подвоєну міцність порівняно з чистим титаном., однако підвищена міцність зберігається до температури 430 ^оС. Більшість цих сплавів мають хорошу пластичність і тому легше куються, штампуються і прокатуються, чим однофазні титанові сплави. Зварка цих сплавів утруднена, а шви отримують хрупкість.

Однофазні бета титанові сплави майже не застосовуються. Вони дуже чутливі до забруднення атмосфери.

Лекція 7^{. Технологія виготовлення виробів із порошків.}

^План

^{1. Порошкова металургія та застосування ії продукції}

^{2. Способи виготовлення порошків і їх властивості.}

^{3. Формування виробів із порошків.}

^{Література.}

^{Збожна О.М. Основі технології. Навчальний посібник. 2-е видання 2002 рік.}

^{1.Порошкова металургія та застосування її продукції.}

^{Порошкова металургія займається виробництвом порошків і виробів з них. Порошкової металургії отримують пів; конструкційні матеріали ,які називаються металокерамікою - вироби із порошків спіканням(нагрівання)}

^{Свій початок історія порошкової металургії розпочалась у Стародавньому Єгипті, а пізніше в Київській Русі, це виготовляли різні вироби із заліза і кольорових металів (міді ., платини)Проте промислове виробництво із порошків розпочалось в 19 ст.}

^{Технологія виробництва продукції із порошків дозволяє отримувати деталі машин та інструмент без оброблення різанням або з найменшим припуском.}

^{Порошкова металургія являється маловідходною або безвідходною технологією виготовлення різних виробів. Як і в технології виготовлення відливок порошкова металургія майже не потребує спеціальних верстатів для механічної обробки.}

^{Відходи при виготовленні деталей різанням із заготівок , отриманих методом розкатки, пресуванням становлять до 20-80 відсотків, а в процесі виготовлення порошковою металургією - всього 5-10.При цьому незначні затрати праці, а кількість технологічних операцій скорочується з 20-40 до 4-6.}

^{За допомогою порошкової металургії можна отримувати матеріали та вироби з наперед заданими властивостями -високою зносостійкістю , твердістю, стабільними магнітними та іншими властивостями .}

^{За допомогою порошкової металургії можна отримувати такі штучні матеріали та вироби з них , які не можна виготовляти іншим способом .Деталі, виготовленні із порошків містять пори , в яких може знаходитись змазка. Значить підшипники ковзання будуть довговічні так як тертя в них менше.}

^{Собівартість порошкових виробів менша порівняно з собівартістю виробів , отриманих литтям або різанням.}

^{У процесі виготовлення 1 тис. тонн деталей економиться понад 200 т. сталі , вивільняється 200 робітників і 50 металорізальних верстатів.}

^{Основна маса продукції порошкової металургії (60-70 відсотків)використовується в автомобілебудуванні.}

^{Порошкова металургія забезпечує машинобудівну промисловість конструкційними , фрикційними й антифрикційними матеріалами; електротехнічну й електронну - магнітами , катодами резисторами.; інструментальну та добувну - твердими та надтвердими сплавами;авіаційну та}

космічну , атомну енергетику - жаростійкими та міцними матеріалами;хімічну та

^{металургійну промисловість - хімічно та термостійкими матеріалами, каталізаторами вогнетривами ;дитячі іграшки – моделі}