CN111646800A - 一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺，包括以下步骤：原料选择、一次球磨、抽样检测、配碳平衡、二次球磨、装填模具、一次加压、加温、二次加压、降温。本发明的无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺可以获得高致密度、晶粒细小、组织分布均匀的无粘结剂的碳化钛型材。

Description

一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺
技术领域
本发明涉及H型钢加工技术领域，具体为一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺。
背景技术
碳化钛是具有金属光泽的铁灰色晶体,属于NaC型简单立方结构,晶格常数为0.4329nm,空间群为Fm3m,在晶格位置上碳原子与钛原子是等价的,TiC原子间以很强的共价键结合,具有类似金属的若干特性,如高的熔点、沸点和硬度,硬度仅次于金刚石,有良好的导热和导电性,在温度极低时甚至表现出超导性，因此,TiC被广泛用于制造金属陶瓷,耐热合金、硬质合金、抗磨材料、高温辐射材料以及其它高温真空器件,用其制备的复相材料在机械加工、冶金矿产、航天和聚变堆等领域有着广泛的应用，然而目前的生产工艺比较繁琐，比较费时费力，影响生产效率，在生产过程中常需要搅拌机进项搅拌，目前搅拌机搅拌效果差，影响最后的生产质量，不值得广泛推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺，包括以下步骤：
（1）原料选择：选用费式粒度低于0.5μm的高纯度碳化钛粉末，碳化钛纯度高于99.6%；
（2）一次球磨：将高纯度碳化钛粉末进行24小时球磨，使粉末粒度更加均匀；
（3）抽样检测：抽取一定的粉末进行总碳测定；
（4）配碳平衡：平衡配碳，使总碳达到理想的值；
（5）二次球磨：再次球磨12小时，使碳元素分布均匀；
（6）装填模具：将粉末装入设定大小的石墨模具中；
（7）一次加压：开启等静压设备，压力提升至10MPa；
（8）加温：从室温开始升温至2300℃；
（9）二次加压：同时将压力均匀提升至35MPa，最高温保压保温30~60分钟；
（10）降温：均匀降温至80℃出炉，即可制备出全致密碳化钛形成。
优选的，所述步骤（1）中的高纯度碳化钛粉末的材料性能更优异，维氏硬度可达HV3000以上，比传统材料（传统的碳化钨材料最高为HV2600~2800）的耐磨性更好，是碳化钨材料的1.5倍，而且高纯度碳化钛的单价更廉价，每公斤碳化钛粉末的单价是碳化钨粉的1/4，同时由于材料的比重更低，全致密碳化钛的密度为：4.93g/cm³，全致密碳化钨材料的密度为15.6g/cm³，因此单件产品的原材料成本可降低200%。
优选的，所述步骤（3）中的总碳测定方法可选用总碳测定装置进行检测，对抽取粉末中的总碳进行检测。
优选的，所述步骤（4）中的平衡配碳具体是根据步骤（3）中总碳测定的数值向高纯度碳化钛粉末中添加炭黑。
优选的，所述步骤（5）中的二次球磨是对添加炭黑后的粉末进行再次混合。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺可以获得高致密度、晶粒细小、组织分布均匀的无粘结剂的碳化钛型材。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的加工工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种无粘结相全致密碳化钛型 材的制备工艺，包括以下步骤：
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺，其特征在于；包括以下步骤：
原料选择：选用费式粒度低于0.5μm的高纯度碳化钛粉末，碳化钛纯度高于99.6%；
一次球磨：将高纯度碳化钛粉末进行24小时球磨，使粉末粒度更加均匀；
抽样检测：抽取一定的粉末进行总碳测定；
配碳平衡：平衡配碳，使总碳达到理想的值；
二次球磨：再次球磨12小时，使碳元素分布均匀；
装填模具：将粉末装入设定大小的石墨模具中；
一次加压：开启等静压设备，压力提升至10MPa；
加温：从室温开始升温至2300℃；
二次加压：同时将压力均匀提升至35MPa，最高温保压保温30~60分钟；
降温：均匀降温至80℃出炉，即可制备出全致密碳化钛形成。
2.根据权利要求1所述的一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的高纯度碳化钛粉末的材料性能更优异，维氏硬度可达HV3000以上，比传统材料（传统的碳化钨材料最高为HV2600~2800）的耐磨性更好，是碳化钨材料的1.5倍，而且高纯度碳化钛的单价更廉价，每公斤碳化钛粉末的单价是碳化钨粉的1/4，同时由于材料的比重更低，全致密碳化钛的密度为：4.93g/cm³，全致密碳化钨材料的密度为15.6g/cm³，因此单件产品的原材料成本可降低200%。
3.根据权利要求1所述的一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3）中的总碳测定方法可选用总碳测定装置进行检测，对抽取粉末中的总碳进行检测。
4.根据权利要求1所述的一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺，其特征在于：所述步骤（4）中的平衡配碳具体是根据步骤（3）中总碳测定的数值向高纯度碳化钛粉末中添加炭黑。
5.根据权利要求1所述的一种无粘结相全致密碳化钛型材的制备工艺，其特征在于：所述步骤（5）中的二次球磨是对添加炭黑后的粉末进行再次混合。
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