Среда для диффузионного титанирования Советский патент 1980 года по МПК C23C9/04 

(54) СРЕДА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ТИТАНИРОВАНИЯ

Изобретение относится к химико-термической обработке металлов и сплавов, в частности к диффузионному титаниро- ванию в твердой порошкообразной среде, и может быть использовано в метал лургической, химической, машиностроительной к других отраслях промышленности. Известен процесс титанирования, тфи котором титашфование осуществляется смесью, состоящей из 25% титана, 5О% окиси магния, 15% металлического магния и 10% хлористого магния ,1. Однако указанная смесь требует боль ших трудозатрат на гранулометрическое усреднение, дозировку, перемешивание и сушку. Кроме того, металлические порош ки магния и титанавзрыво-пожаро опасны, что требует особой осторожности при работе с ними. Известие также состав для титаниро вания , содержащий 75% малоуглеродисто го ферротитана, 15% плавикового шпата, 4% фтористого натрия, 4% соляной кислоты и различные примеси . Однако указанный состав также требует больших трудозатрат на подготовку смеси. Кроме того, работа с соляной кислотой требует особых мер техники безопасности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав, содержащий зубчатый титан с добавками бифторида аммония з. К недостаткам состава относится необходимость предварительной подготовки состава перед использованием его в процессе титанирования (дозировка, смешивание, гранулометрическое усреднение, сушка). Кроме того, необходимо отметить высокую стоимость титановой губки (SCO руб. за 1 т). Цель изобретения - ускорение и упрошение процесса титанирования. Поставленная цель достигается применением остатков процесса электролитического рафинирования низкосортного губчатого титана, например анодного их остатка, в качестве состава для диффузионного титанирования. Остатки процесса электрического рафинирования имеют в своем составе 3070% солей и 70-30% титана и его окис лов. В состав солей входит На С/2. (35-40%), КСВ (55-60%),Tia,l-10%) TiGC/j, (1-10%), а состав титана и его окислов - Ti (60-98%) ).( 1-18% :FettOy(i-2o%). Электролитическое рафинирование основано на растворении гитана из низкосортной титановой губки, служащей насыпным анодом, к электролитическом осаждении его на катоде. Анодный остаток представляет.собой мелкодисперсный сухой продукт с фракцией частиц от I до 100О мкм, имеющий насыпной вес 1Д-1,2 т/м и содержащий металлический титан с окислами гитана и железа, пропитанные сплавом хлористых солей (остатками электролита). Встречающие ся более крупные куски анодных остатков, в отличие от гуьчатого титана, при меняемого в настоящее время для диффузионного титанирования, легко измельчаются, а измельченный продукт по жаробезопасен, так как пропитан хлорист ми солями. Анодные остатки в связи с отсутстви в HacTosuuee время способов рационально го их использования являются-отходами

Губка титановая

98О (ТГ-1ОО)-98

Бифторид аммония-2

Таблица I

I.IO- Сталь 3 10О-13О

О та ль

12Х18Н10Т 10О-120

60-80

Чугун СЧ 12-28 электролит1гческого рафинирования и выбрасываются в отвал. Однако наличие в составе анодного остатка значительного количества титана (25-80%) обеспечивает 1фотекание процессов диффузионной металлизации, а налише хлоридов оказывает при этом интенсифицирующее воздействие за счет восстановления окислов на поверхности титанируемого изделия и ускорения транспортировки молекул титана к этой поверхности ионами хлора. Высокая дисперсность, низкая влажность анодных остатков, наличие в них активных хлоридов и высокого содержания титана позволяют использовать их в качестве состава для проведения диффузионных процессов без подготовительных операций и тем самым значительно сократить трудозатраты на проведение процессов титанирования. Процессы диффузионного титанирования проводят в реакторе с предварительным вакуумом 1-10 мм рт. ст. при температуре 950-1000 0 и времени выдержки 6 ч на образцах из стали 3, стали 12X18HIOT и чугуна ОЧ-12-28 помещенных в засыпку из-анодных остатков различного состава. Результаты проведения процессов, выявленные последующими металлографическими исследованиями, представлены в табл 1,2.

Табпица2