钛氢化合物发泡粉及定量化合工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种钛氢化合物发泡粉及定量化合工艺。所述发泡粉中钛氢化合物中氢元素含量为非饱和量的２％－３．５％。制备工艺就是把钛粉放在高真空间接推舟式管型炉中，加热到一定温度时定量供非饱和量氢气，由钛和氢直接反应形成具有不同氢含量的饱和及不饱和钛氢化合物的方法。利用这种具有不饱和钛氢化合物的发泡粉，能够很好的解决在生产小气泡尺寸和高孔隙率的泡沫铝材料时ＴｉＨ２的分解释气速度过快，挥发损耗过大，生产工艺及不稳定，产品成品率低等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料加工
，特别是在一定温度下钛和氢反应形成钛 氢化合物的过程中控制钛和氢含量比例的方法，更具体地，就是把钛粉放在 高真空间接推舟式管型炉中，加热到一定温度时定量供氢气，由钛和氢直 接反应形成具有不同氢含量的不饱和钛氢化合物的方法。技术背景随着泡沬金属研究的兴起，氢化钛(TiH2)作为一种高效的发泡剂开始 引起人们的注意，尤其在制备泡沫铝的过程中，氢化钛(TiH2)的发泡作用至 今尚无法被其他发泡剂替代，其释气性能对泡沫铝的发泡过程具有很大的影 响。泡沫铝材是一种新型铝材，早在4 O年代就开始研制，初期由于发泡工 艺与泡孔大小不易控制，限制了其发展，作为工业大生产最有前途的是熔体 发泡法，它工艺简单,成本低廉.近l O年取得了长足进展，然而此法在实际 生产中，作为发泡剂的氢化钛(TiH2)加入铝熔体厨，由于熔体温度较高，氢 化钛(TiH2)过早分解，限制了搅拌均匀化操作的充分进行，造成泡沫铝结构 均匀性和可控性下降,这已是公认的影响泡沫铝组织均匀性的最大障碍之一， 因此熔体发泡法制备泡沫铝的核心关键技术是在高温下延缓氢化钛(TiH2) 的分解释气速度，所以，开展有关对饱和氢化钛(TiH2)进行包覆或表面钝化 改性处理以及氢化钛(TiH2)粒度在发泡过程中气泡行为的研究，对泡沬铝的 制备工艺改进、气泡尺寸的控制和高孔隙率的泡沫铝材料制备均有重要的意 义。大量的研究结果表明，要得到小气泡尺寸和高孔隙率的泡沬铝材料，必 须让氢化钛(TiH2)粒度更细，但同时也带来氢化钛(TiH2)的分解释气速 度过快，挥发损耗过大，生产工艺及不稳定，产品成品率低等问题。规有采 用饱和氢含量制备的发泡m采用细粉，不仅钝化容易燃烧，工艺很难控制， 而且细粉容易损耗，导致表面氢含量降低，影响发泡率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种钛氢化合物发泡粉定量化合工艺，就是把钛粉放在高真空间接推舟式管型炉中，加热到一定温度时定量供氢 气，由钛和氢直接反应形成具有不同氢含量的不饱和钛氢化合物的方法。利 用这种具有不同氢含量的不饱和钛氢化合物的发泡粉，能够很好的解决在生产小气泡尺寸和高孔隙率的泡沫铝材料时氢化钛(TiH2)的分解释气速度过快，挥发损耗过大，生产工艺及不稳定，产品成品率低等问题。本专利技术采用的技术方案是钛氢化合物发泡粉，其钛氢化合物中氢为非饱和量。推荐钛氢化合物中氢元素含量为2%-3. 5%。用于制备钛氢化合物发泡粉的定量化合工艺，按照如下步骤实施(1)钛料将钛原料切割、粉碎、清洗、干燥，按一定重量放入真空加热炉内；(2) 抽真空将真空加热炉抽真空至高于5'X 10—2Pa;(3) 加热将真空加热炉加热至400-600度左右，优选450度；(4) 定量控制供氢将非饱和量的氢气通入真空加热炉内；(5) 保温将完成反应钛氢化合物料于450-600度保温1-2小时；优选 于500-550度保温l小时；(6) 冷却将炉温冷却至室温物料出炉；(7) 粉碎筛分将钛氢化合物料利用其脆性粉碎成-200至-300目粉；(8) 钝化处理将钛氢化合物粉料放在空气电阻炉中加热至400-600度 钝化处理30-60分钟，优选450—550度钝化处理，并将钝化处理后钛氢化合 物粉料冷却至室温物料出炉；(9) 成品将钝化处理钛氢化合物粉料分型号分类包装即得成品--钛氢 化合物发泡粉。上述钛氢化合物发泡粉的工艺特征在于所属步骤4中，钛氢反应 Ti+xH2=TiHx，钛氢化合物中非饱和氢含量为2%-3. 5%。 本专利技术的有益效果1、 从工艺角度看，仍然可以保持传统工艺低成本的特点。2、 f太氢化合物发泡粉由于氢量可控并采用非饱和加入量，所以发泡粉的 粒度不用很细就能得到小尺寸气泡泡沬铝材料，加工成本比传统工艺还会低3、钛氢化合物发泡粉粒度比较粗，对其生产加工及加热钝化后处理会更 容易。比如，本专利技术在低温处理，更加节能，减少了细粉损耗，表面氢含量 不容易降低，大大提高了发泡率。 具体实施例方式下面详细说明本专利技术的实施方案以及工艺原理。众所周知，要得到小气泡尺寸和高孔隙率的泡沫铝材料，必须让氢化钛 (TiH2)粒度更细，但同时也带来氢化钛(TiH2)的分解释气速度过快，挥 发损耗过大，生产工艺不稳定，产品成品率低等问题。本专利技术经过多次小批 试验和中试工作，基本解决了上述难点，达到了预期的目标。本专利技术钛氢化 合物发泡粉，其钛氢化合物中氢为非饱和量。推荐钛氢化合物中氢元素含量 为2%-3. 5%。它所采用的工艺是按照如下步骤实施-1、 将钛原料切割、粉碎、清洗、干燥，并按一定重量放入真空加热炉内；2、 将真空加热炉抽真空至高于5X10，a;3、 将真空加热炉加热至适当温度， 一般加热到400-600度左右，优'选450度；4、 将定量的氢气通入真空加热炉内。5、 将完成反应钛氢化合物料于适当温度下保温一段时间， 一般保存温度 在450-600度，优选500-550度，保温时间在1-2小时，1小时为最佳；6、 将炉温冷却至室温物料出炉。7、 将钛氢化合物料利用其脆性粉碎成-200目粉8、 将钛氢化合物粉料放在空气电阻炉中加热400-600度钝化处理30-60 分钟，优选450—550度钝化处理，并将钝化处理钛氢化合物粉料冷却至室温 物料出炉。9、 将钝化处理钛氢化合物粉料分型号分类包装即得成品--钛氢化合物发 泡粉。上述钛氢化合物发泡粉的工艺特征在于所属步骤1中，钛原料可分为步骤ll、钛块、钛锭、钛边角、钛削切 割、粉碎成小于200X50X10mm的小块，清洗、干燥成原料，海绵钛可直接成原料。所属步骤4中，钛氢反应Ti+xH2二TiHx，理论上钛氢化合物中饱和氢含量 为接近4%。'如果960g的钛料，则需加入40g氢气即444L。同理钛氢化合物 中的不同的非饱和氢含量所需要加入氢的体积都可计算。供氢采用QZL系列 气体质量流量仪及控制系统可满足在2-7500升/分钟范围内累计流量的测量 和对设定范围内瞬时流量的测量与控制，极大的确保了供氢量的控制。定量 控制供氢一就是让钛中所储藏的氢量得到控制，同时就把粉粒中的氢量得 到控制，这样做的意义在技术效果上体现出当粉粒中的氢放出时的量是可预 知的。另外'对制粉过程中控制粉末粒度、节约氢气降低加工成本都是非常 有意义的。.主要控制原料表面清洁、氢气纯度、设备系统的气密性及氢在 钛体中的扩散，防止氢只大掌在钛体表层造成氢的不均匀。所属步骤5中，保温目的是让氢充分扩散形成均匀的钛氢化合物。所属步骤8中，钝化处理，技术效果上是防止与其它物质发生反应或延 缓反应。钝化处理一般有化学钝化、阳极电解氧化和空气加热氧化等方法。 由于环保问题及产品是粉状，所以采用空气加热氧化方法，而且空气加热氧 化方法的技术关键是防止粉体的可然性、钝化层的密度、厚度及均匀性。所属步骤9中，商品经筛分以不同的粒度和不同的钛氢百分比粉状供应。传统工艺流程钛料一抽真空一加热一饱和供氢一保温一冷却一粉碎筛 分(-400目以下)一成品。本专利技术工艺流程钛料一抽真空一加热一定量控制供氢(非饱和量)一 保温一冷却一粉碎筛分(-200目即可)一钝化处理(400-600度下保温使表 面氧化30-60分)一成品。采用此工艺加工的钛氢化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
钛氢化合物发泡粉，其特征是钛氢化合物中氢为非饱和量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学晖，侯喜林，
申请(专利权)人：刘学晖，
类型：发明
国别省市：61[]