Тема 5. Обработка металла давлением

Содержание титана в земной коре составляет 0,63% (4-е место после Al, Fe и Mg). Он входит в состав свыше 100 минералов, из которых важнейшими являются рутил TiO₂, ильменит FeTiO₃, титаномагнетит FeTiO₃·Fe₃O₄, перовскит CaTiO₃ и титанит CaO·TiO₂·SiO₂. Промышленное производство было освоено только после второй мировой войны.

Исходным продуктом для производства металлического титана служат, главным образом, не содержащие кислорода вещества, получаемые из титановых руд. Основное вещество – четыреххлористый титан TiCl₄. При проектировании всех титановых заводов в СССР был принят магниетермический способ производства титана из TiCl₄.

Более низкое, по сравнению с кальцием, натрием и магнием сродство титана к хлору при температурах, представляющих практический интерес для осуществления процесса восстановления, доступность TiCl₄, достаточно высокая его чистота и относительно низкая его стоимость, а также возможность получения из него титана высокого качества делают TiCl₄ в настоящее время основным сырьем для металлотермического получения титана.

В процессе производства очищенный TiCl₄ восстанавливают чистым магнием в среде аргона по суммарной реакции

TiCl₄+2Mg=Ti+2MgCl₂.

Затем образовавшуюся титановую губку (пористая масса) подвергают вакуумнотермической обработке, чтобы удалить избыточный магний и MgCl₂.

Содержание основных примесей в магниетермическом титане составляет (%): 0,01…0,03 С; 0,05…0,015 O; 0,01…0,05 N; 0,03…0,2 Fe; 0,04…0,12 Mg.

Более глубокой очистки достигают зонной плавкой.