Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВОЙ СТРУЖКИ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВОЙ СТРУЖКИ

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВОЙ СТРУЖКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: для переработки титановой стружки. Стружку перед холодным прессованием подвергают вакуумному обжигу при 700 - 800°С с выдержкой 0,5 1 ч. После горячего прессования полученные брикеты подвергают гомогенизации при температуре 1150 1220°С с выдержкой 3 4 ч. Холодное прессование проводят при давлении 370 - 550 МПа, а горячее прессование при давлении 400 600 МПа и температуре 1100 1200°С. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2048268
Класс(ы) патента: B22F3/16
Номер заявки: 5046757/02
Дата подачи заявки: 09.06.1992
Дата публикации: 20.11.1995
Заявитель(и): Малое предприятие "Порошковый инструмент"
Автор(ы): Гиршов В.Л.; Петров Н.П.
Патентообладатель(и): Малое предприятие "Порошковый инструмент"
Описание изобретения: Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к способам переработки промышленных отходов, преимущественно в виде титановой стружки.
Известен способ получения титана из промышленных отходов, содержащих титан (патент Румынии N 60160, кл. G 01 G 23/08, 1987), включающий растворение сырья в кислотах и последующее извлечение титана путем восстановления, например тетрахлорида (ТiCl4) металлическим магнием.
Недостатки такого способа-высокая трудоемкость, возможность дополнительного загрязнения титана посторонними примесями, повышенный экологический ущерб окружающей среде, типичный для химических производств.
По способу (патент Австрии N 380491, кл. С 22 В 7/00, 1986) стружку титана смешивают со связкой, уплотняют и расплавляют.
Недостатки этого способа загрязнение титана материалом связки и, как следствие, низкое значение пластичности переплавленного металла.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки титановой стружки, включающий ее измельчение, очистку, холодное и горячее прессование. Данный способ выбран в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является наличие технологической операции травления стружки в кислотах, что может приводить к увеличению экологического ущерба окружающей среде. Операция травления часто не обеспечивает необходимый уровень пластичности деформированного полуфабриката (относительное удлинение δ≥5%).
Цель изобретения снижение экологического ущерба за счет исключения из технологического процесса операции травления и повышение пластичности деформированного полуфабриката.
Сущность изобретения состоит в том, что, кроме известных операций измельчения стружки, ее очистки, холодного и горячего прессования, дополнительно перед холодным прессованием стружку подвергают вакуумному отжигу при температуре 700-800оС с выдержкой 0,5-1 ч, а после горячего прессования проводят гомогенизацию при температуре 1150-1220оС с выдержкой 3-4 ч. Холодное прессование проводят при давлении 370-550 МПа, а горячее прессование при температуре 1100-1200оС и давлении 400-600 МПа. Достигаемый технический и экологический результаты находятся в прямой причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения, а именно реализация последовательности операций и режимов их проведения обеспечивают снижение экологического ущерба окружающей среде и повышение пластичности деформированного полуфабриката. Оптимальные значения параметров технологии определены экспериментальным путем. В процессе вакуумного отжига с поверхности стружки удаляются посторонние примеси, оставшиеся после операции очистки стружки путем ее горячей промывки. Если температура отжига менее 700оС и выдержка меньше 0,5 ч, то оставшаяся после очистки смазочно-охлаждающая жидкость удаляется не полностью. Увеличение температуры отжига свыше 800оС и выдержка более 1 ч приводят к неоправданному расходу энергии и лишено практического смысла. Вакуумный отжиг снижает также наклеп стружки после ее механического измельчения и этим улучшает прессуемость стружки.
При холодном прессовании стружки с давлением менее 370 МПа не достигается требуемая плотность брикета (60% от теоретической) и последний осыпается или разрушается. Увеличение давления прессования свыше 550 МПа существенно не влияет на повышение плотности брикета и в то же время приводит к повышенному износу элементов прессовой оснастки.
Температурный интервал горячего прессования в пределах 1100-1200оС и параметры давления 400-600 МПа определены из условия получения брикета с плотностью более 95% от теоретической. При температуре меньше 1100оС и давлении менее 400 МПа указанная плотность не обеспечивается. Увеличение температуры свыше 1200оС и давления более 600 МПа в малой степени влияют на дальнейшее повышение плотности брикета и приводят к увеличению расхода энергии и повышенному износу оснастки. Критическое значение плотности брикета 95% определено по результатам его последующего горячего деформирования. При плотности менее 95% от теоретической брикеты часто разрушаются при деформации.
Гомогенизация горячепрессованного брикета при температуре 1150-1220оС с выдержкой 3-4 ч способствует увеличению поверхности контакта между частицами стружки, по которой обеспечивается прочное диффузионное "схватывание". Это повышает пластичность прессованного брикета до требуемого уровня. При температуре гомогенизации ниже 1150оС и выдержке менее 3 ч диффузионный по природе процесс "схватывания" протекает медленно и не обеспечивает развития поверхности контакта. Увеличение температуры гомогенизации свыше 1220оС и выдержки более 4 ч не имеет практического смысла из-за слабого влияния этих параметров на дальнейшее развитие поверхности контакта и увеличение расхода энергии. Способ осуществляют следующим образом (см. пример 3 таблицы). Вьюнообразную титановую стружку дробили в молотковой дробилке с таким расчетом, чтобы размер (длина) отдельных частиц стружки не превышала 0,2 от диаметра контейнера, в котором производится последующее холодное брикетирование. Размолотую стружку подвергали магнитной сепарации, затем промывали в горячем содовом растворе, после чего отжигали в вакууме при температуре 750оС с выдержкой 0,8 ч. Окончательно очищенную стружку брикетировали на прессе в цилиндрическом контейнере при давлении 450 МПа до плотности брикета не менее 60% от теоретической. Фактическая плотность брикета составляла 61-62% Затем холоднопрессованный брикет поместили в тонкостенную стальную капсулу, которую загерметизировали путем приварки крышек. Капсулу с брикетом нагрели до 1150оС и при этой температуре произвели горячее прессование (осадку) капсулы в цилиндрическом контейнере (штампе) при давлении 500 МПа. После прессования брикет подвергали гомогенизации при температуре 1200оС с выдержкой 3,5 ч. Стальная оболочка брикета (капсула) удалялась обточкой на токарном станке непосредственно после гомогенизации, или после дополнительной горячей деформации брикета, которая осуществляется способами экструзии, ковки или прокатки. В результате могут быть изготовлены деформированные полуфабрикаты, прутки, поковки, трубы и др.
Примеры 1, 2, 4 и 5 осуществлялись в аналогичном порядке. Технические результаты и параметры проведенных опробований заявляемого способа и способа-прототипа приведены в таблице.
В результате проведенных экспериментов заявленный способ изготовления деформированных полуфабрикатов из титановой стружки обеспечивает повышение пластичности заготовок в 1,5-2 раза по сравнению с прототипом.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ТИТАНОВОЙ СТРУЖКИ, включающий измельчение, очистку, холодное и горячее прессование, отличающийся тем, что стружку перед холодным прессованием подвергают вакуумному отжигу при 700 800oС с выдержкой 0,5 1 ч, а после горячего прессования проводят гомогенизацию при 1050 1220oС с выдержкой 3 4 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что холодное прессование проводят при давлении 370 550 МПа, а горячее прессование при давлении 400 600 МПа и температуре 1100 1200oС.