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采用熱力學(xué)的方法對以五氧化二釩為原料制取碳化釩的工藝過程進(jìn)行了分析,分析表明:釩氧化物的轉(zhuǎn)化過程中遵守逐級還原理論。釩氧化物碳化過程中,不轉(zhuǎn)化為金屬釩,直接轉(zhuǎn)化為碳化釩。在釩氧化物的轉(zhuǎn)化過程中,應(yīng)盡可能使其轉(zhuǎn)化為二氧化釩。若采用氣相還原碳化的方法,可通過調(diào)節(jié)氣體的流量、配比、還原與碳化工藝參數(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制。
以偏釩酸銨、石墨和鈦粉為原料,采用碳熱還原反應(yīng)合成碳化釩鈦粉體,借助熱重-差熱分析、X射線衍射、掃描電鏡等分析方法對制備碳化釩鈦的合成過程以及物相演變進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:反應(yīng)溫度和配碳量對碳化釩鈦的形成有較大的影響,碳化釩批發(fā)價(jià)格,配碳量增加有利于加快碳熱還原反應(yīng)進(jìn)程,當(dāng)產(chǎn)物中碳含量偏多時(shí),VC和Ti C以混合物的形式存在,不形成Ti VC2固溶體;當(dāng)反應(yīng)溫度高于1 500℃以及碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.66%時(shí),碳化釩報(bào)價(jià),VC和Ti C能夠形成Ti VC2固溶體。
通過改變滲劑成分和載氣性質(zhì)兩個(gè)參數(shù),可以獲得鉻、鈦、釩等碳化物的單相沉積層。滲劑為鐵合金,其中含70~85%的滲入元素,碳化釩,其量視被滲元素的種類而定。滲劑顆粒相當(dāng)粗(0.5~4mm),以免使用結(jié)合劑(填充劑)?;罨瘎槁然@,含量為0.5~1%。沉積碳化鈦時(shí),以為載氣,而在其它兩種情況下,以氫為載氣。碳?xì)浠衔?CH_4)的含量介于0.5~3%之間,視沉積鍍的類型而定。處理溫度以950℃左右為宜。滲層增長速度取決于碳在固溶體中的擴(kuò)散速度,其本身與基材中的碳含量和形成碳化物的合金元素含量密切相關(guān)。沉積層為柱狀組織,表面粗糙度低(R_T=3~4μm)保持工件處理前的表面狀態(tài)。用0.05kgf載荷測得的碳化鉻層的維氏硬度值為HV2200左右,碳化鈦及碳化釩層為HV3700左右。施載時(shí)的硬度值變化與沉積層厚度及基材強(qiáng)度相關(guān)。在碳化鈦/碳化釩摩擦偶件的情況下,碳化鈦與碳化釩顯示出優(yōu)良的摩擦特性。
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