RU2763806C1 - Способ нанесения тугоплавкого керамического покрытия на порошок титана - Google Patents
Способ нанесения тугоплавкого керамического покрытия на порошок титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763806C1 RU2763806C1 RU2021107777A RU2021107777A RU2763806C1 RU 2763806 C1 RU2763806 C1 RU 2763806C1 RU 2021107777 A RU2021107777 A RU 2021107777A RU 2021107777 A RU2021107777 A RU 2021107777A RU 2763806 C1 RU2763806 C1 RU 2763806C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- titanium
- titanium powder
- tic
- ceramic layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка титана с поверхностным тугоплавким керамическим слоем. Полученный порошок может применяться для работы в условиях высоких температур, давлений, скоростной деформации, агрессивных сред и широких диапазонов режимов трения. Смесь, содержащую 60-70 мас.% порошка губчатого титана размером 50-200 мкм и 30-40 мас.% порошка углерода, нагревают в атмосфере, содержащей не менее 60% азота, в течение не менее 3 ч при температуре 800-900 °С. Формируется поверхностный керамический слой, содержащий TiN, TiC и TiC0,2N0,8 и состоящий из двух слоев, первый из которых прилегает к поверхности порошка титана, а второй расположен на нем и имеет мелкоигольчатую структуру. Обеспечивается повышение коррозионной стойкости, а также механических и триботехнических свойств. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии создания покрытий, а именно к созданию способа нанесения тугоплавкого керамического покрытия на порошок титана, имеющего высокие механические, триботехнические и коррозионностойкие свойства. Порошковый материал может применяться для работы в условиях высоких температур, давлений, скоростной деформации, агрессивных сред и широких диапазонов режимов трения.
Известен способ метод карбонизации насыпной массы или брикетированной смеси диоксида титана с сажей в атмосфере азота. Карбонизацию проводят при температуре 1700-1900°С [Кипарисов С.С., Левинский Ю.В., Петров А.П., Васильева И.П. Получение и применение нитридных соединений титана. ЦНИИЭиМ. Серия: Информационное обеспечение общесоюзных научно-технических программ. Обзорная информация. Выпуск 3. М., 1989, С. 6]. Недостатком данного способа является необходимость прессования исходных материалов; высокая температура процесса, порядка 2000°С; не высокая производительность.
В качестве прототипа выбран способ получения карбонитрида титана путем высокотемпературного синтеза титансодержащих соединений в атмосфере азота, отличающийся тем, что осуществляют магниетермическое восстановление смеси тетрахлорида титана и тетрахлорэтилена в соотношении 4,2-5,1 при температуре 1010-1080°С [RU 2175021]. Недостатком данного материала является то, что содержащийся кремний разупрочняет матрицу, а карбидно-боридный композиционный порошок имеет высокую стоимость.
Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в нанесении тугоплавкого керамического покрытия на порошок титана, снижение стоимости нанесения покрытия и повышение производительности процесса. Улучшение структуры покрытия.
Поставленная задача достигается тем, что способ реализуется в азотсодержащей атмосфере с избыточным давлением, при котором нагревают смесь порошков титана и углерода. При этом используют 60-70% порошка титана губчатой формы размером 50-200 мкм, 30-40% углерода, атмосфера содержит не менее 60% азота, нагревают не менее 3-х часов при температуре 800-900°С.
Экспериментально установлено, что на исходной гладкой поверхности порошка титан в процессе нагрева в азотсодержащей атмосфере с избыточным давлением при наличии углерода в виде крупнодисперсного порошка, формируется слой сложного химического состава и структуры, содержащий керамические соединения TiN, TiC, TiC0.2N0.8.
Частным случаем выполнения является способ в котором используют порошок титана с величиной удельной поверхности не менее 0,405 м2/г. Это обеспечивает увеличение плотности покрытия.
Частным случаем выполнения является способ, в котором используют углерод в виде порошка графита пластинчатой формы размером 50-120 мкм. Это обеспечивает равномерность нанесения покрытия на порошок титана.
Сформированный таким образом слой обладает высокими механическими, триботехническими и коррозионностойкими свойствами, что позволяет использовать его при изготовлении изделий, а также напылении с целью придания следующих свойств: работоспособность в условиях повышенных температур, давлений, скоростной деформации, агрессивных сред, а также как добавки повышающей абразивные свойства.
Пример
Для реализации способа использовали порошки титана ТПП-8 губчатой формы размером 50-200 мкм (ТУ 1791-449-05785388-2010) и порошок углерода в виде крупнодисперсного порошка графита пластинчатой формы размером 50-120 мкм (например графитом ГЭ-1 ГОСТ 7478-75), при следующем соотношении компонентов, масс %: порошок титана - 65; углерод - 35. Исходные порошки смешивают в любом типе смесителя в течение 50 мин.
Полученную шихту помещают в печь с защитно-восстановительной атмосферой, содержащей не менее 60% азота, производят нагрев до 850°С в течение 3 часов. После спекания, порошковый материал охлаждают вместе с печью при наличии защитно-восстановительной атмосферы до 200°С, после чего извлекают.
Исходная поверхность порошка титана ТПП-8 представлена на фиг. 1. После процесса спекания на поверхности титана формируется слой (фиг. 2), который состоит из двух слоев, первого, прилегающего к самому титану, и расположенному на нем слоем в виде мелкоигольчатой структуры (фиг. 3). Первый слой имеет толщину 1,0-4,0 мкм. Второй, мелкоигольчатый, с иглами диаметр 0,05-0,20 мкм и длиной 5-7 мкм. В результате рентгенофазового анализа установлено, что сам слой содержит: TiN0,3 - 20-24%; TiN - 10-12%; TiC - 10-12%; TiC0.2N0.8 - 15-17% (фиг. 4).
Полученный таким образом порошок, содержащий поверхностный керамический слой, обладает улучшенной структурой и повышенными физико-механическими свойствами. Снижена стоимость нанесения покрытия.
Claims (3)
1. Способ получения порошка титана с поверхностным тугоплавким керамическим слоем, включающий нагрев смеси, содержащей титан и углерод, отличающийся тем, что используют смесь, содержащую 60-70 мас.% порошка губчатого титана размером 50-200 мкм и 30-40 мас.% порошка углерода, а нагрев осуществляют в атмосфере, содержащей не менее 60% азота, в течение не менее 3 ч при температуре 800-900 °С с формированием поверхностного керамического слоя, содержащего TiNi, TiC, TiC0,2N0,8 и состоящего из двух слоев, первый из которых прилегает к поверхности порошка титана, а второй расположен на нем и имеет мелкоигольчатую структуру.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют порошок титана с удельной поверхностью не менее 0,405 м2/г.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве порошка углерода используют порошок графита пластинчатой формы размером 50-120 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107777A RU2763806C1 (ru) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | Способ нанесения тугоплавкого керамического покрытия на порошок титана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107777A RU2763806C1 (ru) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | Способ нанесения тугоплавкого керамического покрытия на порошок титана |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763806C1 true RU2763806C1 (ru) | 2022-01-11 |
Family
ID=80040161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021107777A RU2763806C1 (ru) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | Способ нанесения тугоплавкого керамического покрытия на порошок титана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2763806C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2087262C1 (ru) * | 1995-11-17 | 1997-08-20 | Томский филиал Института структурной макрокинетики РАН | Способ получения тонкодисперсного монокристаллического порошка диборида металла |
RU2175021C1 (ru) * | 2000-10-04 | 2001-10-20 | Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) | Способ получения карбонитрида титана |
KR20110028176A (ko) * | 2009-09-11 | 2011-03-17 | 한국표준과학연구원 | 탄화 티타늄 분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 탄화 티타늄 분말 |
RU2644834C1 (ru) * | 2017-04-18 | 2018-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения металлокерамической порошковой композиции |
RU2714151C1 (ru) * | 2019-06-18 | 2020-02-12 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента" - АО "ВНИИАЛМАЗ" | Способ нанесения графенового покрытия на металлические порошки |
CN112048638A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-12-08 | 北京科技大学 | 钛基合金粉末及制备方法、钛基合金制件的制备方法 |
CN110343904B (zh) * | 2019-07-30 | 2020-12-18 | 西北有色金属研究院 | 一种高塑性准网状结构钛基复合材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-03-23 RU RU2021107777A patent/RU2763806C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2087262C1 (ru) * | 1995-11-17 | 1997-08-20 | Томский филиал Института структурной макрокинетики РАН | Способ получения тонкодисперсного монокристаллического порошка диборида металла |
RU2175021C1 (ru) * | 2000-10-04 | 2001-10-20 | Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) | Способ получения карбонитрида титана |
KR20110028176A (ko) * | 2009-09-11 | 2011-03-17 | 한국표준과학연구원 | 탄화 티타늄 분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 탄화 티타늄 분말 |
RU2644834C1 (ru) * | 2017-04-18 | 2018-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения металлокерамической порошковой композиции |
RU2714151C1 (ru) * | 2019-06-18 | 2020-02-12 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента" - АО "ВНИИАЛМАЗ" | Способ нанесения графенового покрытия на металлические порошки |
CN110343904B (zh) * | 2019-07-30 | 2020-12-18 | 西北有色金属研究院 | 一种高塑性准网状结构钛基复合材料及其制备方法 |
CN112048638A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-12-08 | 北京科技大学 | 钛基合金粉末及制备方法、钛基合金制件的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2350331B1 (en) | Functionally graded cemented tungsten carbide with engineered hard surface and the method for making the same | |
CA2661927C (en) | Low cte highly isotropic graphite | |
CN111471268B (zh) | 一种碳化物高熵陶瓷前驱体及高熵陶瓷及制备方法 | |
JPS59102872A (ja) | 炭化珪素.黒鉛複合焼結体の製造方法 | |
KR101618736B1 (ko) | 등방흑연 성형체 및 그 제조 방법 | |
CN113718124B (zh) | 一种双晶梯度硬质合金的制备方法 | |
Salles et al. | Design of highly dense boron nitride by the combination of spray-pyrolysis of borazine and additive-free sintering of derived ultrafine powders | |
CN103274398A (zh) | 纳米圆葱头-碳+微米级金刚石制备聚晶金刚石的方法 | |
RU2763806C1 (ru) | Способ нанесения тугоплавкого керамического покрытия на порошок титана | |
JP3324658B2 (ja) | 微細孔を有する焼結合金及びその製造方法 | |
CN109231990A (zh) | 一种碳化钨-金刚石复合材料的制备方法 | |
CN110408829B (zh) | 一种梯度多层涂层与梯度硬质合金相结合的刀具及其制备方法 | |
Wäsche et al. | In situ formation of tribologically effective oxide interfaces in SiC‐based ceramics during dry oscillating sliding | |
CN113182520B (zh) | 具有碳化钛增强钛基复合材料硬化层的钛制品及制备方法 | |
JPH0772104B2 (ja) | 多結晶質セラミックス | |
CN110512132B (zh) | 一种表层wc为长棒状晶粒且无立方相的梯度硬质合金及其制备方法 | |
Zhao et al. | Influence of applied pressure on the microstructure and properties of Ti (C, N)–TiB2–Co cermets prepared in situ by reactive hot-pressing | |
JP3722088B2 (ja) | アルミニウムの表面硬化方法 | |
TWI785803B (zh) | 等方向性石墨塊材組成物及等方向性石墨塊材之製造方法 | |
JP3054143B2 (ja) | ジルコニア焼結体の表面改質方法 | |
JPS61163180A (ja) | 寸法精度および耐摩耗性の優れた炭化珪素質複合体の製造方法 | |
JPS6096573A (ja) | 無ピツチ黒鉛製品とその製法 | |
KR200490068Y1 (ko) | Ti2AlC의 제조방법 및 이를 이용한 전극재 및 고온 부품 | |
JPH0269357A (ja) | 高密度,高強度を有する等方性黒鉛材の製造方法 | |
CN117819982A (zh) | 一种高熵硼化物陶瓷及制备方法 |