×
10.08.2015
216.013.69a8

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ХРОМА CrC

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано в металлургии. Для получения карбида хрома CrC смесь порошка хрома и сажи механически активируют в центробежной планетарной мельнице при ускорении шаров 25-45 g и соотношении шихта : шаровая загрузка по массе 1:20 в течение 30-40 мин. Затем шихту нагревают при температуре до 1000°C в течение 10 мин в атмосфере инертного газа. Изобретение позволяет получить карбид хрома стехиометрического состава с высокой дисперсностью, снизить потребление энергии, уменьшить время синтеза. 2 з.п. ф-лы, 5 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области неорганического синтеза, а именно к получению карбидов хрома, и может найти применение в металлургической промышленности, производстве твердых сплавов, получении наплавочных смесей и сплавов, производстве деталей и инструментов, катализе, абразивной обработке материалов.

Высший карбид хрома Cr3C2 широко применяется в промышленности благодаря таким свойствам, как высокая твердость, прочность, хорошая коррозионно- и износостойкость. Из сплава карбида хрома с никелем изготавливают детали пресс-форм и аппаратов химической промышленности. Карбид хрома применяется как материал для изготовления специальных инструментов с высокой химической стойкостью, в износостойких покрытиях, противостоящих интенсивному абразивному износу, в том числе и при повышенных температурах (до 800°C). Благодаря высокой стойкости по отношению к различным химическим реагентам и стойкости к окислению, карбид хрома используют для изготовления фильтров, деталей насосов, сопел для подачи агрессивных жидкостей и газов. Из-за каталитических свойств карбид Cr3C2 применяется как катализатор в процессах органического синтеза [Алексеев А.Г., Бовкун Г.А., Болгар А.С. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений / Справочник под ред. Косолаповой Т.Я. М.: Металлургия, 1986, 928 с.].

Карбид хрома, используемый в твердых и наплавочных сплавах и смесях, производят следующими методами [Косолапова Т.Я. Карбиды. Металлургия, 1968. 300 с.].

- Наиболее распространенный и используемый в промышленности метод получения карбида хрома Cr3C2 - взаимодействие оксида хрома с сажей в интервале температур 1400-1600°C, в том числе при постепенном подъеме температуры до 1500°C в течение 30-40 мин и выдержке при этой температуре 1,5-2 ч.

- Карбид хрома Cr3C2 может быть получен синтезом из элементов.

- Карбид хрома Cr3C2 может быть получен науглероживанием хрома метаном в присутствии водорода при температуре 600-800°C согласно реакции

Cr+H2+CH4→Cr3C2+H2+(CH),

где символом (CH) обозначены продукты разложения углеводородов.

- Разложением карбонила хрома в присутствии водорода при температурах от 250 до 850°C.

В этих случаях образуется грубодисперсный карбид хрома, малопригодный для использования в производстве инструментов и в качестве катализатора. При таких методах, как правило, получается смесь нескольких карбидов хрома.

В качестве прототипа выбран способ получения порошка карбида хрома синтезом из элементов, из смеси хром - углерод при температурах 1400-1800°C в течение длительного времени 20-40 часов в восстановительной атмосфере [S. Loubiere, C. Laurent, J. P. Bonino, A. Rousset, «Powders of chromium and chromium carbides of different morphology and narrow size distribution)), Mater. Res. Bull., vol. 33, 1998, p. 935-944].

Недостатками известных методов получения (приготовления) являются: большой расход энергии, необходимость применения высоких температур, длительное время синтеза.

Техническим результатом изобретения является разработка способа получения более высокодисперсных карбидов хрома с низким потреблением энергии и малым временем синтеза.

Технический результат получения карбида хрома Cr3C2 достигается механохимической активацией смесей металлического хрома с углеродом и последующим нагревом в среде инертного газа. В качестве источника углерода используют сажу. Шихту предварительно механически активируют в центробежной планетарной мельнице при ускорении шаров 25-45 g и соотношении шихта : шаровая загрузка по массе 1:20 в течение 30-40 мин и нагревают при температуре до 1000°C в течение 10 мин. Механически активированную смесь подвергают термообработке в атмосфере инертного газа при температуре до 1000°C. В качестве инертного газа используют гелий.

Карбидообразование в барабане начинается обрывисто после 30 мин помола, когда прослойки хрома в рулетообразных частицах Cr-C утоняются до длины диффузионного пути углерода в хром.

Для дальнейшего нагрева механоактивированной смеси Cr-С более всего подходят смеси с развитой межфазной поверхностью и тонкими прослойками реагентов (сокращенными путями диффузии), но находящиеся лишь на грани карбидообразования, то есть с неизрасходованным зарядом тепла экзотермических реакций, что достигается при времени помола 30-40 мин. Время помола менее 30 мин не способствует достижению указанного состояния смеси.

При механообработке смеси более 40 мин повышенное карбидообразование в смеси в барабане, то есть более толстые слои образовавшихся карбидов хрома на частицах хрома препятствуют диффузии углерода в хром при дальнейшем нагреве, что способствует повышению температуры нагрева для преодоления этого препятствия.

Технический результат - получен карбид хрома Cr3C2 стехиометрического состава с размерами частиц 213 нм (удельная поверхность 4,7 м2/г).

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В барабан планетарной мельницы загружают 8,67 г Cr и 1,33 г C (сажа). Смесь подвергают механохимической активации в планетарной мельнице ЛАИР-0.015 при частоте вращения барабанов 1828 мин-1 (45 g) в течение 9 мин. Активированную смесь нагревают при температуре до 1000°C в течение 10 мин в атмосфере инертного газа (гелий). По данным рентгенофазового анализа в полученном образце содержатся карбиды хрома Cr3C2, Cr7C3 и Cr23C6. Размер частиц 538 нм (удельная поверхность 1,9 м2/г).

Пример 2.

В барабан планетарной мельницы загружают 8,67 г Cr и 1,33 г C (сажа). Смесь подвергают механохимической активации в планетарной мельнице ЛАИР-0.015 при частоте вращения барабанов 1370 мин-1 (25 g) в течение 27 мин. Активированную смесь нагревают при температуре до 1000°C в течение 10 мин в атмосфере инертного газа (гелий). По данным рентгенофазового анализа в полученном образце содержатся карбиды хрома Cr3C2, Cr7C3. Размер частиц 507 нм (удельная поверхность 2,0 м2/г).

Пример 3.

В барабан планетарной мельницы загружают 8,67 г Cr и 1,33 г C (сажа). Смесь подвергают механохимической активации в планетарной мельнице ЛАИР-0.015 при частоте вращения барабанов 1370 мин-1 (25 g) в течение 30 мин. Активированную смесь нагревают при температуре до 1000°C в течение 10 мин в атмосфере инертного газа (гелий). По данным рентгенофазового анализа в полученном образце содержится карбид хрома Cr3C2. Размер частиц 357 нм (удельная поверхность 2,8 м2/г).

Пример 4.

В барабан планетарной мельницы загружают 8,67 г Cr и 1,33 г C (сажа). Смесь подвергают механохимической активации в планетарной мельнице ЛАИР-0.015 при частоте вращения барабанов 1838 мин-1 (45 g) в течение 36 мин. Активированную смесь нагревают при температуре до 1000°C в течение 10 мин в атмосфере инертного газа (гелий). По данным рентгенофазового анализа в полученном образце содержится карбид хрома Cr3C2. Размер частиц 213 нм (удельная поверхность 4,7 м2/г).

Пример 5.

В барабан планетарной мельницы загружают 8,67 г Cr и 1,33 г C (сажа). Смесь подвергают механохимической активации в планетарной мельнице ЛАИР-0.015 при частоте вращения барабанов 1370 мин-1 (25 g) в течение 43 мин. Активированную смесь нагревают при температуре до 1000°C в течение 10 мин в атмосфере инертного газа (гелий). По данным рентгенофазового анализа в полученном образце содержатся карбиды хрома Cr3C2 и Cr7C3. Размер частиц 588 нм (удельная поверхность 1,7 м2/г).

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 231 items.
27.10.2013
№216.012.7a08

Алюмоматричный композиционный материал с борсодержащим наполнителем

Изобретение относится к области металлургии, в частности к содержащим бор алюмоматричным композиционным материалам, и может быть использовано при получении изделий, к которым предъявляются требования низкого удельного веса в сочетании со специальными свойствами, в частности высокий уровень...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496902
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.11.2013
№216.012.84a3

Способ флотации колчеданных пирротино-пиритных руд цветных и благородных металлов

Изобретение относится к области флотационного обогащения колчеданных пирротино-пиритных руд, содержащих ценные компоненты: медь, цинк и благородные металлы. Способ флотации медно-цинково-пирротино-пиритной руды включает измельчение в слабоизвестковой среде, кондиционирование с реагентами -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499633
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.84a8

Способ горячей прокатки стальных полос

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на непрерывном широкополосном стане при изготовлении горячекатаных полос из хромоникелевых сталей мартенситного класса для бронезащитных конструкций. Способ включает многопроходное обжатие заготовки в непрерывной группе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499638
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.84a9

Способ холодной прокатки стальных полос

Изобретение предназначено для снижения разнотолщинности тончайших полос и лент (толщиной не более 0,2 мм), получаемых холодной прокаткой из низкоуглеродистых сталей на непрерывных многовалковых станах. Способ включает многопроходное обжатие заготовки в валках непрерывного стана с приложением к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499639
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.84ab

Способ прокатки металлических полос

Изобретение предназначено для снижения усилия прокатки на реверсивных станах горячей прокатки полос из сплавов черных и цветных металлов. Способ включает обжатие полосы в валках с приложением к полосе регламентированных переднего и заднего натяжений. Снижение усилия и момента прокатки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499641
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.84b5

Способ изготовления керамических форм по растворяемым моделям

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает нанесение на модель методом погружения нейтральной гидрофобной пленки из материала на основе воска, послойное формирование на модели огнеупорной оболочки, удаление модели, сушку и обжиг керамической формы. Гидрофобная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499651
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8575

Способ производства штрипсов

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения свариваемых штрипсов категории прочности X100 по стандарту API 5L-04, используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов высокого давления. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499843
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8576

Способ производства листовой стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к технологии производства листовой стали, используемой в качестве тыльного слоя двухслойной разнесенной бронезащитной конструкции. Для повышения бронестойкости бронезащитной конструкции лист тыльного слоя изготавливают из стали, содержащей, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499844
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.857b

Способ получения композиционного материала на основе сплава алюминий-магний с содержанием нанодисперсного оксида циркония

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов, упрочненных нанодисперсными частицами. Упрочняющие нанодисперсные частицы оксида циркония вводят в расплав на основе сплава алюминий-магний. Расплав кристаллизуют в поле центрифуги с коэффициентом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499849
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.12.2013
№216.012.8d5c

Совмещенный карботермический способ получения кальция из карбоната

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу получения кальция, в режиме совмещенного карботермического восстановления карбоната кальция в вакууме. Способ включает приготовление шихты из карбоната кальция, преимущественно из химически осажденного мела или высококачественных отсевов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501871
Дата охранного документа: 20.12.2013
Showing 61-70 of 235 items.
27.10.2013
№216.012.7a02

Способ вскрытия шеелитовых концентратов

Изобретение относится к способу вскрытия шеелитовых концентратов растворами. Способ включает предварительную механообработку исходного сырья и последующую обработку активированного материала раствором соды NaCO. При этом предварительную механообработку проводят до достижения количества энергии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496896
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a05

Способ получения борсодержащего композиционного материала на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к борсодержащим алюмоматричным композиционным материалам, и может быть использовано при получении изделий, к которым предъявляются требования низкого удельного веса в сочетании с высоким уровнем поглощения при нейтронном излучении. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496899
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a08

Алюмоматричный композиционный материал с борсодержащим наполнителем

Изобретение относится к области металлургии, в частности к содержащим бор алюмоматричным композиционным материалам, и может быть использовано при получении изделий, к которым предъявляются требования низкого удельного веса в сочетании со специальными свойствами, в частности высокий уровень...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496902
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.11.2013
№216.012.84a3

Способ флотации колчеданных пирротино-пиритных руд цветных и благородных металлов

Изобретение относится к области флотационного обогащения колчеданных пирротино-пиритных руд, содержащих ценные компоненты: медь, цинк и благородные металлы. Способ флотации медно-цинково-пирротино-пиритной руды включает измельчение в слабоизвестковой среде, кондиционирование с реагентами -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499633
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.84a8

Способ горячей прокатки стальных полос

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на непрерывном широкополосном стане при изготовлении горячекатаных полос из хромоникелевых сталей мартенситного класса для бронезащитных конструкций. Способ включает многопроходное обжатие заготовки в непрерывной группе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499638
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.84a9

Способ холодной прокатки стальных полос

Изобретение предназначено для снижения разнотолщинности тончайших полос и лент (толщиной не более 0,2 мм), получаемых холодной прокаткой из низкоуглеродистых сталей на непрерывных многовалковых станах. Способ включает многопроходное обжатие заготовки в валках непрерывного стана с приложением к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499639
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.84ab

Способ прокатки металлических полос

Изобретение предназначено для снижения усилия прокатки на реверсивных станах горячей прокатки полос из сплавов черных и цветных металлов. Способ включает обжатие полосы в валках с приложением к полосе регламентированных переднего и заднего натяжений. Снижение усилия и момента прокатки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499641
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.84b5

Способ изготовления керамических форм по растворяемым моделям

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает нанесение на модель методом погружения нейтральной гидрофобной пленки из материала на основе воска, послойное формирование на модели огнеупорной оболочки, удаление модели, сушку и обжиг керамической формы. Гидрофобная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499651
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8575

Способ производства штрипсов

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения свариваемых штрипсов категории прочности X100 по стандарту API 5L-04, используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов высокого давления. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499843
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8576

Способ производства листовой стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к технологии производства листовой стали, используемой в качестве тыльного слоя двухслойной разнесенной бронезащитной конструкции. Для повышения бронестойкости бронезащитной конструкции лист тыльного слоя изготавливают из стали, содержащей, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499844
Дата охранного документа: 27.11.2013
+ добавить свой РИД