The invention provides a method for preparing titanium carbonitride by mixing compounds containing titanium and oxygen or mixtures of these compounds with organic or inorganic carbon to form raw materials, then directly electrifying the raw materials themselves in a reaction furnace to heat the raw materials and gradually raise the temperature to more than 1200 C, and reducing nitriding to form titanium carbonitride. The invention has the advantages of high thermal efficiency, low power consumption, good product consistency, stable process and large production capacity.
【技术实现步骤摘要】
一种制备碳氮化钛的方法
本专利技术属于钢铁冶金领域，涉及碳氮化钛的制备方法。
技术介绍
碳氮化钛（TC1-xNx，0≤x≤1）具有熔点高，硬度大，化学稳定性和热稳定性好等优异的性能，而且具有靓丽的金色，作为超硬材料、炼钢添加剂、器件表面装饰、抗腐蚀抗磨材料等，应用广泛。根据碳氮化钛中碳和氮含量的不同，材料表现出不同的硬度和韧性，氮含量高时，韧性较好，碳含量高时，硬度较大。碳氮化钛的制备，有化学气相沉积法(CVD)，真空等离子体溅射法，氢化钛还原氮化法，钛酸酯还原氮化法，钛金属或钛合金直接氮化法，二氧化钛碳热还原氮化法等。化学气相沉积法和真空等离子体溅射法，一般以TiCl4为钛原料，生产过程伴随大量的氯，设备腐蚀严重，且产品形态、碳氮含量不容易控制，难以大规模生产等缺点，没有得到大规模的工业生产。氢化钛还原氮化法和钛酸酯还原氮化法，原料成本昂贵，同样需要高温过程，也没有工业规模的生产。钛金属或钛合金直接氮化法，是通过将钛金属或者合金在高压氮气气氛下自蔓延燃烧，合成氮化钛。该过程不易合成碳氮化钛，而且伴随高温高压，原料金属钛价格也相对较高，工业化很少采用该法进行生产。...
【技术保护点】
1.一种工业化制备碳氮化钛的方法，将含钛原料和碳质还原剂的原料混合形成固体原料，然后将其在反应炉中加热，加热过程中含钛原料在氮化气氛中经过还原氮化过程而合成碳氮化钛，其特征在于：所述含钛原料为：金属钛或/和含钛和氧的化合物或者这些化合物的混合物；所述的加热过程为：在反应炉中通过电源电极对含钛原料和碳质还原剂的原料混合形成的固体原料直接通电，通过固体原料自身的电阻或者原料颗粒或者块之间的接触电阻发热而加热固体原料到1200℃以上；所述的固体原料在进所述的反应炉之前经过将含钛原料和碳质还原剂的原料混合、碾压或挤压、和/或压块；所述的还原氮化过程在小于5MPa的含氮气氛下进行。
【技术特征摘要】
1.一种工业化制备碳氮化钛的方法，将含钛原料和碳质还原剂的原料混合形成固体原料，然后将其在反应炉中加热，加热过程中含钛原料在氮化气氛中经过还原氮化过程而合成碳氮化钛，其特征在于：所述含钛原料为：金属钛或/和含钛和氧的化合物或者这些化合物的混合物；所述的加热过程为：在反应炉中通过电源电极对含钛原料和碳质还原剂的原料混合形成的固体原料直接通电，通过固体原料自身的电阻或者原料颗粒或者块之间的接触电阻发热而加热固体原料到1200℃以上；所述的固体原料在进所述的反应炉之前经过将含钛原料和碳质还原剂的原料混合、碾压或挤压、和/或压块；所述的还原氮化过程在小于5MPa的含氮气氛下进行。2.根据权利要求1所述的制备碳氮化钛的方法，其特征在于：所述的反应炉为给所述的固体原料直接通电的回转窑。3.根据权利要求1所述的制备碳氮化钛的方法，其特征在于：所述的反应炉为给所述的固体原料直接通电的立式窑炉，所述的固体原料在立式窑炉的加热段紧密堆积在一起在所述的固体原料中形成连续的电流通路。4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的制备碳氮化钛的方法，其特征在于：所述氮化气氛为：氮气、氨气、尿素、肼、乙腈、三聚氰胺或其它含氮的有机物中的一种或者它们的混合物，或者以上物质与含碳或氢元素的物质的混合物；所述的碳质还原剂为：煤、石墨、碳黑、活性炭、焦炭、石油焦、...
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