我公司TiCN粉末创新工艺的基本原理

2023-01-05 15:49:25

  由于TiCN的要求主要为O要低,C、N都要控制在一定范围,因此,如果能控制一个稳定的配方,稳定的烧结温度、受温时间以及稳定的N2和CO气压,那么就可以生产出我们所需要的产品。通过我公司的科研人员长期探索和实验,最终找准了这条路径。

  ①配方上:较传统方法:我们一次将TiO2 和C混合(不需TiC)即可。配入的C除能完全还原掉TiO2,中的O外还需过剩,使过剩的C与部分Ti形成TiC,另一部分Ti形成TiN。

  ②  工艺上,采用一炉两级的温度并且自动控温 。一级控温为

1230℃,正负10℃。该温区的主要作用是将TiO2中的高价O转化为低价O,方程式为TiO2+C=TiO+CO↑,其目的是还原掉部分O,激活TiO2的活性,为高温带的进一步还原、碳化和氮化打好基础。特别注意的是,此级的温度控制比较严格,我们进行了三十多次的实验,才找准了该稳定的反应温区。温度低了TiO2将反应不彻底,而生成的气体有CO和CO2  的混合物,因此,尾气带走的碳量就不会稳定,最终形成的产品C含量波动很大而成为不合格品。如温度过高则有部分TiO2,过早形成TiC,而不利于高温区的氮化,使产品的N含量不够以及晶粒长粗。二级控温为1650℃,正负20℃。此级主要为TiO2的彻底还原、碳化和氮化。这一级的主要原理是TiO迅速与C反应生成活性很高的金属Ti.由于生成的CO不停地被带走,多余的C首先主要保证O的还原,因此,O的还原也比较彻底,最终形成的TiCN中的O含量很低(最低可达0.1%,比传统方法生产的O含量降低伍倍以上),另外,由于是整体原料从TiO2开始到TiO再到Ti,都一直在N2中进行,就相当于成倍数的增加了原料的氮化机率,因此整体的制作时间只需2小时/舟即可,为传统方法的一半。而且温度也可降低150℃左右。

长沙琅峰金属材料有限公司

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