Износостойкий композит на основе шламовых отходов подшипникового производства

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «УТИЛИЗАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ»

Wear-Resistant Composite Material Based on Slime Wastage of Bearing Manufacturing
The technology developed by Ukrainian scientists kills two birds with one stone: solves the problem of waste disposal and creates a material with useful technological characteristics. The lack of raw materials and the crisis with waste disposal in Ukraine force scientists to look for new recycling technologies. The traditional melting proved fruitless for dealing with chip and slime wastage of bearings manufacturing, so a group of scientists came up with the idea of using it in powder metallurgy. The technological process of the composite work pieces production starts with slime annealing; then the powder is mixed with boron carbide (boron is used as the main alloying element), pressing and baking of porous billets and hot punching of work pieces. Further enhancement of durability is achieved by high-temperature annealing, heat hardening and tempering. The conducted tests have shown that the material is characterized by relatively high hardness, wear resistance and contact durability, and thus can be used in the production of bearings, plunger piston, valves, rams, etc.

Энергетический кризис, истощение сырьевых ресурсов, угроза экологической катастрофы — главные проблемы, которые необходимо решить мировому сообществу как можно быстрее. Ученые всех стран работают над созданием ресурсосберегающих экологически чистых технологий, практики стараются их освоить и поскорее применить. Одна из таких технологий, разработанная украинскими учеными, позволяет стружечные и шламовые отходы металлообработки превратить в необходимый производству материал.

Г.А. Баглюк, д.т.н., заведующий отделом,
В.Я. Куровский, главный металлург,
Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, г. Киев

Украина относится к странам, где преобладают затратные технологии и прогрессирует загрязнение окружающей среды, а показатели образования промышленных отходов — и абсолютные, и относительные — одни из самых высоких в мире. Усугубляет ситуацию проблема накопления, хранения, транспортировки и утилизации таких отходов. Общая мировая политика переработки отходов основана на их использовании в качестве вторичных материально-сырьевых ресурсов. Создание малоотходных и энергосберегающих технологических процессов актуально еще и потому, что запасы минерального сырья и органического топлива постепенно истощаются. Утилизация отходов металлообработки — один из важных путей решения этой задачи. Наиболее широко применяемым способом переработки машиностротельных отходов является плавильный передел. Он оптимален при переработке кускового лома и листовых отходов (высечки), но малорезультативен в применении к металлосодержащим стружковым, шламовым и порошкообразным отходам. По некоторым данным, в машиностроении Украины около половины образуемой стружки безвозвратно теряется. Низкая эффективность традиционной технологии при переработке указанных отходов объясняется:

  • повышенным угаром основных и особенно остродефицитных легирующих металлов, который в 2–3 раза превышает угар тех же металлов при переплаве кускового лома;
  • снижением на 10–15 % производительности металлургических агрегатов при использовании в шихте стружкового (порошкообразного) лома вместо кускового;
  • отсутствием технологии и оборудования для предварительной подготовки стружковых и порошкообразных отходов. Подавляющее большинство шламовых и пылевидных отходов методами переплава не перерабатывается и изымается из металлооборота, в результате чего хозяйство Украины ежегодно теряет более 100 тыс. тонн металла.
  • Эти недостатки традиционной технологии, особенно ощутимые при переработке дорогостоящих и высоколегированных сталей и сплавов, сводятся к минимуму при переработке стружковых и шламовых отходов методами порошковой металлургии. Это обусловлено следующим:
  • разрабатываемые схемы переработки стружковых и шламовых отходов в порошок практически полностью исключают угар металла, неизбежный при плавильном переделе;
  • состав и структуру получаемых материалов можно регулировать в значительно более широких пределах, чем при получении плавленых материалов;
  • переработанное сырье полностью возвращается в сферу производства. Таким образом устраняется ущерб экономический и экологический, наносимый природной среде при образовании отвалов;
  • использование стружковых и шламовых отходов в качестве сырья для получения изделий по технологии порошковой металлургии полностью сохраняет все ресурсосберегающие преимущества традиционной порошковой металлургии по сравнению с металлообработкой резанием из сортового проката.
  • Среди вторичных металлосодержащих отходов, образующихся при обработке конструкционных легированных сталей, одной из наиболее технологичных является стружка и шламы подшипниковой стали ШХ-15. Это связано с их высокой однородностью по составу и свойствам, поскольку в общей массе подшипниковых сталей доля стали ШХ-15 и ее близких аналогов составляет более 90 %.

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.