SU1830393A1 - Process for production of composite boron-containing alloys for doping steels - Google Patents
Process for production of composite boron-containing alloys for doping steels Download PDFInfo
- Publication number
- SU1830393A1 SU1830393A1 SU894769755A SU4769755A SU1830393A1 SU 1830393 A1 SU1830393 A1 SU 1830393A1 SU 894769755 A SU894769755 A SU 894769755A SU 4769755 A SU4769755 A SU 4769755A SU 1830393 A1 SU1830393 A1 SU 1830393A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- ferroboron
- thirty
- burns
- suggestion
- fifteen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения борсодержщих сплавов для легирования и модифицирования сталей, чугунов и сплавов на никелевой основе.The invention relates to powder metallurgy, in particular to methods for producing boron-containing alloys for alloying and modifying steels, cast irons and nickel-based alloys.
Цель изобретения - повышение производительности процесса и удешевление продукта за счет сокращения времени проведения синтеза и продолжительности охлаждения, расширения класса исходных материалов.The purpose of the invention is to increase the productivity of the process and reduce the cost of the product by reducing the synthesis time and duration of cooling, expanding the class of starting materials.
Цель изобретения достигается тем, что в известном способе получения борсодержащих легирующих сплавов, включающем приготовление реакционной смеси из порошков борсодержащих сплавов и металлов IV—VII групп, проведение реакции горения и последующее охлаждение продукта в инертной среде, в качестве·исходного материала используют смесь, состоящую из порошков одного иди нескольких борсодержащих сплавов железа, никеля, кобальта, хрома и/или марганца и порошков одного или нескольких металлов IV—VII групп и/или сплавов, содержащих 15-88% этих металлов с металлом VIII групп, а реакцию горения и охлаждения продукта осуществляют в спутном потоке инертного газа с расходом 0,083-6,25 л/с (или со скоростью 0,00230,171 л/с.см2). Из практики процессов СВС известно, что горение слабоэкзотермических безгззовых систем, например, таких, как сплав-сплав, осуществляется только при высоких начальных температурах. С технологической стороны это связано со значительными затратами электроэнергии, применением сложного специального оборудования. Кроме того, для предотвращения окисления, продукт охлаждается в инертной среде достаточно длительное время.The purpose of the invention is achieved by the fact that in the known method for producing boron-containing alloying alloys, comprising preparing a reaction mixture of powders of boron-containing alloys and metals of groups IV-VII, carrying out a combustion reaction and subsequent cooling of the product in an inert medium, a mixture consisting of powders of one go several boron-containing alloys of iron, nickel, cobalt, chromium and / or manganese and powders of one or more metals of groups IV-VII and / or alloys containing 15-88% of these metal Group VIII metal, and burning and cooling the reaction product is carried out in a cocurrent inert gas stream at a rate of 0,083-6,25 l / s (or at a rate 0,00230,171 l / s.sm 2). From the practice of SHS processes, it is known that the burning of weakly exothermic, gas-free systems, for example, such as alloy-alloy, occurs only at high initial temperatures. From the technological side, this is associated with significant energy costs, the use of sophisticated special equipment. In addition, to prevent oxidation, the product is cooled in an inert environment for a sufficiently long time.
В изобретении предлагается реализовать горение и охлаждение продукта таких систем в спутном потоке инертного газа. т.е.The invention proposes to realize the combustion and cooling of the product of such systems in a satellite inert gas stream. those.
направление распространения фронта горения совпадает с направлением газового потока. Основное преимущество данного способа заключается в том. что тепло, кото1830393 А1 рое извлекается из продукта горения фильтрующиеся газом, возвращается в зону реакции, т.е. теплопотери в окружающую среду практически отсутствуют. Эффект регенерации, имеющий здесь место существ венно повышает температуру горения, следовательно увеличивается и скорость горения. Таким образом, поток инертного газа с одной стороны выполняет роль теплоносителя, увеличивающего скорость горения, с другой стороны предотвращает окисление продукта и охлаждает сгоревшие слои смеси, т.е. вся технологическая операция сокращается до минимума. Кроме того, данный способ позволяет значительно удешевить процесс за счет применения в качестве исходных материалов сплавов. Таким образом, значительно расширяется база исходных материалов. В изобретении расход газа ограничен значениями 0,083-6,25 л/с (или скорость газового потока 0,0023-the direction of propagation of the combustion front coincides with the direction of the gas stream. The main advantage of this method is that. that heat, which is extracted from the combustion product filtered by gas, is returned to the reaction zone, i.e. there is practically no heat loss to the environment. The regeneration effect that takes place here essentially increases the combustion temperature, hence, the burning rate also increases. Thus, the flow of inert gas, on the one hand, acts as a coolant that increases the burning rate, on the other hand, prevents oxidation of the product and cools the burnt layers of the mixture, i.e. the whole technological operation is reduced to a minimum. In addition, this method allows to significantly reduce the cost of the process due to the use of alloys as starting materials. Thus, the base of raw materials is expanding significantly. In the invention, the gas flow rate is limited to 0.083-6.25 l / s (or a gas flow rate of 0.0023-
0.171 л/с.см2), т.к. время горения смеси при расходе газа менее 0,083 л/с (или при скорости газового потока менее 0,0023 л/с* асм2 ) не происходит, а значение верхнего предела является критическим, т.е. при расходе газа более 6,25 л/с (или при скорости газового потока более 0,171 л/с) газ проскакивает через зону реакции и имитирует горение. При этом в продукте содержатся либо непрореагировавшие частицы, либо смесь полностью затухает.0.171 l / s.cm 2 ), because the burning time of the mixture at a gas flow rate of less than 0.083 l / s (or at a gas flow rate of less than 0.0023 l / s * asm 2 ) does not occur, and the value of the upper limit is critical, i.e. at a gas flow rate of more than 6.25 l / s (or at a gas flow rate of more than 0.171 l / s), the gas slips through the reaction zone and simulates combustion. In this case, the product contains either unreacted particles or the mixture completely decays.
В изобретении содержание боридообразующих металлов IV-VII групп в сплавах ограничено значениями 15% и 88%. В смесях, где сплавы содержат менее 15% металлов IV—VII, реакцию горения не удается осуществить даже при высоких скоростях газового потока. Применение сплавов, содержащих более 88% боридообразующих металлов, увеличивает производительность процесса, но не дает эффекта удешевления, т.к. затраты, связанные с получением таких сплавов и последующее их измельчение чаще всего превосходят стоимость порошков чистых металлов.In the invention, the content of boride-forming metals of groups IV-VII in alloys is limited to 15% and 88%. In mixtures where alloys contain less than 15% of metals IV – VII, the combustion reaction cannot be carried out even at high gas flow rates. The use of alloys containing more than 88% boride-forming metals increases the productivity of the process, but does not give a cheaper effect, since the costs associated with obtaining such alloys and their subsequent grinding often exceed the cost of powders of pure metals.
Пример: получение композиционного материала Tl-B-Fe. В качестве исходных материалов используют промышленные сплавы: ферробор марки ФБ 20 (ГОСТ 14849-69) и ферротитан марки ФТи65 (ГОСТ 4761-80), которые измельчают в порошок с размером частиц 0,005-0,4 см и смешивают при атомном отношении титана к бору равном 1,5, что соответствует весовому содержанию ферробора 52,3% и ферротитана 47,7%. Полученную смесь в количестве 40 кг загружают в проточный реактор. В смесь устанав ливают термопары ВР5/ВР20 для фиксации температуры и продувают инертный газом аргоном до и в течение процесса горения с расходом 2,6 л/с или со скоростью 0.072 л/с.см2) и при помощи экзотермичного состава зажигают. Далее происходит вынужденное распространение фронта горения за счет экзотермической реакции образования боридов титана и железа, а также интерметаллических соединений. Кроме того, существенный вклад в увеличении скорости горения вносит конвективный перенос тепла вниз по потоку газа. Время горения смеси при этом 4 минуты. Сгоревшие слои шихты охлаждаются потоком аргона - на это указывают значения температур на приборах, подведенных к термопарам. По окончании горения продукт полностью охлаждают за 4 минуты, после чего газ перекрывается и продукт извлекается. Технологическая операция по получению лигатуры Ti-B-Fe по способу-прототипу длится 37,2 мин. Таким образом, производительность процесса увеличивается более чем в 4 раза, а применение сплава ферротитана вместо титана удешевляет стоимость продукта в 3 раза, например: стоимость 1 кгтитана марки ПТМ 10 руб., а стоимость сплава 1 кг ферротитана, включая измельчение 3,2 руб. Горение смеси ферробор-титан без продува газом осуществить не удалось.Example: obtaining a composite material Tl-B-Fe. Industrial alloys are used as starting materials: ferroboron grade ФБ 20 (GOST 14849-69) and ferrotitanium grade ФТи65 (GOST 4761-80), which are ground into a powder with a particle size of 0.005-0.4 cm and mixed with an atomic ratio of titanium to boron equal to 1.5, which corresponds to a weight content of ferroboron of 52.3% and ferrotitanium of 47.7%. The resulting mixture in an amount of 40 kg is loaded into a flow reactor. The thermocouples ВР5 / ВР20 are installed in the mixture to fix the temperature and purged with argon, which is inert with gas, before and during the combustion process with a flow rate of 2.6 l / s or at a rate of 0.072 l / s.cm 2 ) and ignite using an exothermic composition. Then there is a forced propagation of the combustion front due to the exothermic reaction of the formation of titanium and iron borides, as well as intermetallic compounds. In addition, convective heat transfer downstream of the gas makes a significant contribution to the increase in the burning rate. The burning time of the mixture is 4 minutes. The burnt layers of the charge are cooled by an argon flow - this is indicated by the temperature values on the devices supplied to the thermocouples. At the end of combustion, the product is completely cooled in 4 minutes, after which the gas is shut off and the product is recovered. The technological operation for obtaining the Ti-B-Fe ligature by the prototype method lasts 37.2 minutes. Thus, the productivity of the process increases by more than 4 times, and the use of an alloy of ferrotitanium instead of titanium reduces the cost of the product by 3 times, for example: the cost of 1 kg of titanium PTM 10 rubles, and the cost of the alloy 1 kg of ferrotitanium, including grinding 3.2 rubles. The combustion of the ferroboron – titanium mixture without gas purging was not possible.
Другие примеры выполнения способа и сопоставления с прототипом сведены в таблицу.Other examples of the method and comparison with the prototype are summarized in table.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что заявляемый способ отличается от известного исходным материалом, осуществлением реакции горения и последующего охлаждения продукта в спутном потоке инертного газа, в результате чего производительность процесса увеличивается, а применение сплавов вместо чистых металлов значительно удешевляет продукт.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype showed that the claimed method differs from the known starting material, the implementation of the combustion reaction and subsequent cooling of the product in a satellite stream of inert gas, as a result of which the productivity of the process increases, and the use of alloys instead of pure metals significantly reduces the cost of the product.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894769755A SU1830393A1 (en) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | Process for production of composite boron-containing alloys for doping steels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894769755A SU1830393A1 (en) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | Process for production of composite boron-containing alloys for doping steels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1830393A1 true SU1830393A1 (en) | 1993-07-30 |
Family
ID=21484967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894769755A SU1830393A1 (en) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | Process for production of composite boron-containing alloys for doping steels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1830393A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658566C2 (en) * | 2016-06-14 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Method for obtaining compact materials containing titanium diboride using self-propagating high-temperature synthesis |
-
1989
- 1989-12-14 SU SU894769755A patent/SU1830393A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658566C2 (en) * | 2016-06-14 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Method for obtaining compact materials containing titanium diboride using self-propagating high-temperature synthesis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4916029A (en) | Composites having an intermetallic containing matrix | |
US3726643A (en) | Method of producing refractory carbides,borides,silicides,sulfides,and nitrides of metals of groups iv,v,and vi of the periodic system | |
US3655458A (en) | Process for making nickel-based superalloys | |
CA2161959A1 (en) | Microstructurally refined multiphase castings | |
US3556780A (en) | Process for producing carbide-containing alloy | |
JPS5921267B2 (en) | Surface hardening method for metal substrates | |
SE520561C2 (en) | Process for preparing a dispersion curing alloy | |
JPS6289803A (en) | Powdery particle for fine granular hard alloy and its production | |
US3000734A (en) | Solid state fabrication of hard, high melting point, heat resistant materials | |
JPH06502691A (en) | metal base alloy | |
JPH03504142A (en) | Arc melting process for producing metal-second phase composite materials and its products | |
SU1830393A1 (en) | Process for production of composite boron-containing alloys for doping steels | |
JPS6340855B2 (en) | ||
US3080228A (en) | Process for the production of cast iron | |
US4787943A (en) | Dispersion strengthened aluminum-base alloy | |
EP0652980B1 (en) | Master alloys for beta 21s titanium-based alloys and method of making same | |
US4436696A (en) | Process for providing a uniform carbon distribution in ferrous compacts at high temperatures | |
US2041493A (en) | Pulverulent alloy | |
US3278294A (en) | Ferrosilicon as a deoxidizing, inoculating and/or alloying agent | |
RU2210615C1 (en) | Process of production of alloying material based on silicon nitride | |
US2987392A (en) | Method of rapidly producing metallic powders of high purity | |
RU2082559C1 (en) | Method for producing titanium-nickel alloy close to equiatomic composition | |
US4347077A (en) | Process for producing magnesium alloys | |
RU2175988C1 (en) | Titanium carbide production process | |
RU2218440C2 (en) | Dopand material based on silicon nitride and method of its production |