RU2048268C1 - Method for making deformed half-products from titanium chips - Google Patents
Method for making deformed half-products from titanium chips Download PDFInfo
- Publication number
- RU2048268C1 RU2048268C1 SU5046757A RU2048268C1 RU 2048268 C1 RU2048268 C1 RU 2048268C1 SU 5046757 A SU5046757 A SU 5046757A RU 2048268 C1 RU2048268 C1 RU 2048268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressing
- mpa
- chips
- titanium
- pressure
- Prior art date
Links
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 6
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- KPZGRMZPZLOPBS-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-2,2-bis(chloromethyl)propane Chemical compound ClCC(CCl)(CCl)CCl KPZGRMZPZLOPBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к способам переработки промышленных отходов, преимущественно в виде титановой стружки. The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular, to methods for processing industrial waste, mainly in the form of titanium shavings.
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. A known method for producing titanium from industrial waste containing titanium (Romanian patent N 60160, class G 01 G 23/08, 1987), comprising dissolving the raw material in acids and subsequent extraction of titanium by reduction, for example tetrachloride (TiCl4) with magnesium metal.
Недостатки такого способа-высокая трудоемкость, возможность дополнительного загрязнения титана посторонними примесями, повышенный экологический ущерб окружающей среде, типичный для химических производств. The disadvantages of this method are the high complexity, the possibility of additional pollution of titanium with impurities, increased environmental damage typical of chemical plants.
По способу (патент Австрии N 380491, кл. С 22 В 7/00, 1986) стружку титана смешивают со связкой, уплотняют и расплавляют. According to the method (Austrian patent N 380491, class C 22 B 7/00, 1986), the titanium chips are mixed with a binder, compacted and melted.
Недостатки этого способа загрязнение титана материалом связки и, как следствие, низкое значение пластичности переплавленного металла. The disadvantages of this method are the contamination of titanium with a binder material and, as a result, the low plasticity value of the melted metal.
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. The closest in technical essence and the achieved result is a method for processing titanium chips, including its grinding, cleaning, cold and hot pressing. This method is selected as a prototype.
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%). The disadvantage of the prototype is the presence of the technological operation of etching chips in acids, which can lead to an increase in environmental damage to the environment. The etching operation often does not provide the required level of plasticity of the deformed semi-finished product (elongation δ≥5%).
Цель изобретения снижение экологического ущерба за счет исключения из технологического процесса операции травления и повышение пластичности деформированного полуфабриката. The purpose of the invention is the reduction of environmental damage due to the exclusion from the process of etching and increasing the ductility of the deformed semi-finished product.
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.Summary of the invention consists in the fact that, besides the known milling operations the chip, its purification, cold and hot pressing, cold pressing to further chips subjected to vacuum annealing at 700-800 ° C with 0.5-1 hours exposure, and after the hot pressing homogenization is carried at a temperature of 1150-1220 ° C with a delay of 3-4 hours. The cold pressing is carried out at a pressure of 370-550 MPa and hot pressing at a temperature of 1100-1200 ° C and a pressure of 400-600 MPa. The achieved technical and environmental results are in direct causal connection with the essential features of the invention, namely, the implementation of the sequence of operations and the modes of their implementation reduce environmental damage to the environment and increase the ductility of the deformed semi-finished product. The optimal values of the technology parameters are determined experimentally. In the process of vacuum annealing, impurities remaining after the chip cleaning operation by hot washing are removed from the surface of the chip. If the annealing temperature is less than 700 C and less than 0.5 hours exposure, the remainder after purification coolant is not completely removed. Increasing the anneal temperature above 800 ° C and over 1 hour exposure leads to unnecessary energy consumption and no practical meaning. Vacuum annealing also reduces chip hardening after mechanical grinding and this improves chip compressibility.
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. When cold pressing chips with a pressure of less than 370 MPa, the required briquette density is not achieved (60% of theoretical) and the latter crumbles or collapses. An increase in pressing pressure over 550 MPa does not significantly affect the increase in briquette density and at the same time leads to increased wear of the press tooling elements.
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.The temperature range of hot pressing in the range of 1100-1200 о С and pressure parameters 400-600 MPa are determined from the conditions for obtaining a briquette with a density of more than 95% of theoretical. At a temperature less than 1100 C and a pressure of less than 400 MPa, said density is not ensured. Increasing the temperature above 1200 C and a pressure of 600 MPa to a small degree affect the further increase in the density of the preform and lead to increased energy consumption and increased wear of tooling. The critical value of the density of the briquette 95% is determined by the results of its subsequent hot deformation. At a density of less than 95% of theoretical briquettes, they often fail under deformation.
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.Homogenization hot-pressed briquette at a temperature of 1150-1220 ° C with a delay of 3-4 hours increases the contact surface between the particles of chips, which is provided by solid diffusion "grasp". This increases the ductility of the pressed briquette to the desired level. When the homogenization temperature below about 1150 C and holding at least 3 hours, the process of "setting" the diffusion is slow by nature and does not provide contact of the surface. Increasing the homogenisation temperature above 1220 ° C and exposure to 4 hours is impractical because of the weak influence of these parameters on the further development of the contact surface and increasing energy expenditure. The method is as follows (see example 3 of the table). Loose titanium shavings were crushed in a hammer mill so that the size (length) of the individual particles of the shavings did not exceed 0.2 of the diameter of the container in which the subsequent cold briquetting is performed. The milled chips were subjected to magnetic separation, then washed with a hot soda solution, and then annealed in vacuum at 750 ° C with an exposure of 0.8 hours. Finally the cleaned chips briquette press in a cylindrical container at a pressure of 450 MPa to a density of the preform is not less than 60% from theoretical. The actual density of the briquette was 61-62%. Then, the cold-pressed briquette was placed in a thin-walled steel capsule, which was sealed by welding the caps. Capsule preform was heated to 1150 C. and at this temperature produced hot pressing (the precipitate) of the capsule in the cylindrical container (die) under pressure of 500 MPa. After pressing, the preform was homogenized at 1200 ° C with an exposure of 3.5 hours. The steel preform shell (capsule) removed turning of the lathe immediately after the homogenization, or after further hot deformation of the preform, which is carried out by extrusion, forging or rolling. As a result, deformed semi-finished products, rods, forgings, pipes, etc. can be made.
Примеры 1, 2, 4 и 5 осуществлялись в аналогичном порядке. Технические результаты и параметры проведенных опробований заявляемого способа и способа-прототипа приведены в таблице. Examples 1, 2, 4 and 5 were carried out in a similar manner. Technical results and parameters of the tests of the proposed method and the prototype method are shown in the table.
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. As a result of the experiments, the claimed method of manufacturing deformed semi-finished products from titanium chips provides an increase in the plasticity of the workpieces by 1.5-2 times in comparison with the prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5046757 RU2048268C1 (en) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Method for making deformed half-products from titanium chips |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5046757 RU2048268C1 (en) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Method for making deformed half-products from titanium chips |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2048268C1 true RU2048268C1 (en) | 1995-11-20 |
Family
ID=21606532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5046757 RU2048268C1 (en) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Method for making deformed half-products from titanium chips |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2048268C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2131791C1 (en) * | 1998-03-13 | 1999-06-20 | Закрытое акционерное общество "Авитом" | Method of manufacturing intermediate products from titanium alloy wastes |
| RU2228960C1 (en) * | 2002-11-15 | 2004-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное общество "Металлоресурс" | Method of production of deformed semi-finished articles from metal chips |
| RU2234394C2 (en) * | 2002-11-06 | 2004-08-20 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Low-porosity chip materials manufacturing method |
| US6953078B2 (en) | 2002-10-09 | 2005-10-11 | Vladimir Leonidovich Girshov | Method for forming consumable electrodes from metallic chip scraps |
| US7037466B2 (en) | 2002-10-04 | 2006-05-02 | Vladimir Leonidovich Girshov | Method and apparatus for forming billets from metallic chip scraps |
-
1992
- 1992-06-09 RU SU5046757 patent/RU2048268C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Переработка лома и отходов металлов//Metall, 1985, Vol.39, N 2, p.140-144. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2131791C1 (en) * | 1998-03-13 | 1999-06-20 | Закрытое акционерное общество "Авитом" | Method of manufacturing intermediate products from titanium alloy wastes |
| US7037466B2 (en) | 2002-10-04 | 2006-05-02 | Vladimir Leonidovich Girshov | Method and apparatus for forming billets from metallic chip scraps |
| US6953078B2 (en) | 2002-10-09 | 2005-10-11 | Vladimir Leonidovich Girshov | Method for forming consumable electrodes from metallic chip scraps |
| RU2234394C2 (en) * | 2002-11-06 | 2004-08-20 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Low-porosity chip materials manufacturing method |
| RU2228960C1 (en) * | 2002-11-15 | 2004-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное общество "Металлоресурс" | Method of production of deformed semi-finished articles from metal chips |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2048268C1 (en) | Method for making deformed half-products from titanium chips | |
| US7037466B2 (en) | Method and apparatus for forming billets from metallic chip scraps | |
| KR101662445B1 (en) | The selective leaching method of only the rare earth elements in the NdFeB magnet scrap | |
| GB1344982A (en) | Manufacture of articles | |
| GB2151261A (en) | Recovery of machine swarthy hot isostatic pressing | |
| CN118389863A (en) | High-purity oxygen-free copper medium plate and preparation method thereof | |
| RU2201977C2 (en) | Method of manufacture of deformed blanks from metal chips and device for realization of this method | |
| JPH01188637A (en) | Treatment of aluminum can scrap | |
| RU2228960C1 (en) | Method of production of deformed semi-finished articles from metal chips | |
| EP0576416A1 (en) | Process for producing aluminium | |
| US6953078B2 (en) | Method for forming consumable electrodes from metallic chip scraps | |
| RU93009553A (en) | METHOD OF DISPOSAL OF METAL WASTES (CHIPS) | |
| Demeri et al. | Processing titanium and lithium for reduced-cost application | |
| CN112538571A (en) | Method for rolling ingot casting melted by residual titanium waste into plate | |
| RU2811934C2 (en) | Method for producing brass billet with reduced lead content and billet | |
| US4490188A (en) | Method of imparting a fine grain structure to 2000 & 7000 series aluminum alloys | |
| RU2002131407A (en) | METHOD FOR PRODUCING DEFORMED SEMI-FINISHED PRODUCTS FROM METAL CHIP | |
| CN118371637A (en) | Forging method for refining boride of boron-containing stainless steel | |
| RU2638473C2 (en) | Method of reverse screw pressing (rsp) and comprehensive screw pressing (csp) | |
| Zhang et al. | Influence of homogenizing on mechanical properties of as-cast AZ31 magnesium alloy | |
| DE2133104C3 (en) | Process for the recovery of tantalum from capacitor scrap | |
| SU1162513A1 (en) | Method of manufacturing rod from molibdenum and its alloys | |
| SU1094216A1 (en) | Method of producing steel powder from metal working waste | |
| CN117327905A (en) | A method for recycling molybdenum chips | |
| SU1428520A1 (en) | Method of making forgings from ingots |