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中国有色冶金2025年第01期:新型TiC铁基复合材料制备工艺研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李宏;廖鑫;吴恩辉;马兰;

单位:攀枝花学院钒钛学院;钒钛资源综合利用四川省重点实验室;国家钒钛检测重点实验室;攀枝花市应急救援服务中心;

摘要:TiC铁基复合材料具有高硬度和强度、良好塑韧性、成型简单等优势,被广泛应用于航空航天、机械设备、汽车等行业,现有TiC铁基复合材料制备过程大部分选用高纯Ti粉、Fe粉、C粉、B4C粉等为原料合成制备。本研究以钒钛铁精矿和煤粉为主要原料,采用碳热还原-酸浸浸出工艺制备新型TiC铁基复合材料,采用单因素试验考察了碳热还原及酸浸工艺参数对TiC铁基复合材料制备的影响。结果表明,温度对产物物相组成影响较大,随温度上升,Fe以Fe_(0.9)Si_(0.1)的形式存在逐渐变为以Fe_3Si的形存在;在球料比4∶1、还原温度1 550℃、还原时间30 min的条件下,物相组成主要为Fe_3Si、Ti(C,N)、过量C和MgAl_2O_4等;在10%HCl、固液比20∶1、浸出温度85℃、浸出时间120 min的条件下,酸浸除去了多余杂质,成功制备了TiC/Fe复合材料;酸浸前后形貌和粒径变化不大,酸浸前粒径为22μm、酸浸后为23μm;需要注意,所制备的TiC/Fe复合材料增强相TiC不纯,多以Ti(C,N)的形式存在,通过选择合适的原料球料比和碳热还原时间以及尽可能增大碳热还原温度可有效避免该问题。

关键词:TiC/Fe复合材料;;钒钛铁精矿;;煤粉;;原位合成;;碳热还原-酸浸;;TiC纯度;;Ti(C,N)

基金资助:钒钛资源综合利用四川省重点实验室项目(035000806);; 攀枝花学院学校级大学生创新创业训练计划项目(2023cxcy049)