Получение карбида титана из металлического титана

Трудности получения чистого бескислородного карбида титана могут быть устранены, если в качестве составляющих для СДК (смесь для карбидизации) применить не двуоксид титана, а чистый металлический титан или гидрид титана с твердым углеродом. В этих случаях процесс ведут в вакууме, и чистота продукта должна зависеть от чистоты (наличия следов кислорода и азота) остаточной атмосферы вакуумной печи.

Карбид образуется в результате диффузии твердого углерода в металл, поэтому для ускорения процесса исходные материалы лучше всего брать в виде порошков. При использовании компактного металла (жесть, стружка) или крупнозернистой титановой губки процесс до конца идет с трудом и его рекомендуется осуществлять с промежуточной стадией карбидизации, после которой продукт подвергают дроблению или размолу и затем дополнительной карбидизации.

Вопрос 66.Вы проектируете цеха по производству изделий из твердых сплавов Т15К6 и Т30К4. Выберите и обоснуйте давление прессования заготовок из соответствующих смесей. Укажите в чем преимущество метода мокрого прессования. Приведите области применения изделий из этих сплавов.

Сплав Т15К6 состоит из карбида титана (Т) — 15 %. кобальта (К) — б % и 79 % карбида вольфрама.

Т30К4 — сплав, содержащий 30 % карбида титана, 4 % кобальта и 66 % карбида вольфрама. С увеличением в сплаве содержания карбида титана прочность его уменьшается, а с увеличением количества кобальта — увеличивается.

Сплавы Т15К6 И Т30К4 отличаются внутренним и внешним трением, P=500-1500кгс/см², при мокром прессовании их давление уменьшится в 2 раза и оба сплава будут иметь примерно одинаковые давления. Выбираем давление: 500кгс/см².

Мокрое прессование

Мокрое прессование стало возможно благодаря применению теории эпилярного пористого тела Алексея Васильевича Рыкова.

При мокром прессовании::

1.В 2 раза сокращаются потери на трение

2.В 2 раза увеличилась работоспособность инструмента

3.Уменьшилась неравноплотность по высоте

Порошкообразные смеси для различных марок твердых сплавов подвергают формованию различными методами, известными в порошковой металлургии.

Основные положения формования смесей в стальной пресс-форме

Для получения заготовок (брикетов, прессовок) требуемой формы наиболее распространенным способом формования смесей является прессование в стальных пресс-формах. Теоретические положения процесса прессования порошковых материалов справедливы и для твердосплавных смесей, но имеются некоторые отличия, связанные с их малой текучестью и высокой дисперсностью, низкой пластичностью, высоким значением модуля упругости. Заготовки, вследствие присутствия в смесях непластичных карбидных частиц, не имеют достаточной прочности при той степени уплотнения, какой можно достигнуть без опасности появления «расслойных» трещин в брикете из-за высоких напряжений, возникающих при прессовании (модуль упругости высокий). Высокая дисперсность и малая пластичность не позволяют применять давление прессования более 200...300 МПа. Все это вызывает необходимость введения в смесь перед прессованием пластифицирующих веществ (пластификатор), которое осуществляется на операции подготовки смеси к прессованию. В специальных аппаратах – двухъярусных смесителях происходит перемешивание компонентов смеси с пластификатором по определенному режиму.

Для прессования твердосплавных смесей, как и для других металличе­ских порошков, при одностороннем приложении давления в стальной пресс-форме невозможно получить заготовку с равномерной плотностью. По высоте брикета наблюдается более сильный перепад плотности, чем для медного и железного порошков. В нижних слоях смеси (h = 30 мм) фактическое давление прессования составляет всего 20-30 % от приложенного давления. Отмеченные недостатки можно уменьшить при применении двухстороннего прессования.

Зависимость уплотнения смесей от давления прессования аналогична порошкам меди и железа, т.е. при определенных давлениях прессования подчиняется известному уравнению М.Ю. Бальшина, но значения плотно­сти значительно ниже. Отсутствует третья стадия уплотнения, связанная с пластической деформацией. Мелкозернистые смеси при одном и том же давлении прессования имеют более низкие значения относительной плотности. Степень уплотнения твердосплавных смесей не превышает 60 % и мало оказывает влияние на конечные свойства спеченных изделий.

Г.С. Креймер показал, что изменение давления (сплав Т15К6) в пределах 50-300 МПа не влияет на свойства спеченного сплава (за счет спекания с жидкой фазой).

1