Рациональное использование вторичных ресурсов при изготовлении деталей машин методом порошковой металлургии

2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение...................................................
1 Анализ современного состояния вопроса использования сырья при изготовлении деталей машин на основе порошковой металлургии.....................................................................
1.1. Ресурсосберегающий и природоохранный потенциал
порошковых технологий...................................
1.2. Антропогенное воздействие на природную среду диспергированных металлоотходов в пунктах их хранения..................
1.3. Состояние технологий переработки диспергированных отходов предприятий металлообработки в металлические порошки
1.4. Формование порошковых изделий............................
1.4.1. Методы формования порошковых осесимметричных изделий
1.4.2. Анализ концептуальных подходов к определению зависимости между плотностью изделия и давлением прессования..................................................
1.5. Влияние технологических параметров процесса спекания на формирование структуры и усадку порошковых изделий......................................................
1.6. Отбор деталей для изготовления их
методом порошковой металлургии..........................
1.6.1. Порошковые подшипники скольжения.......................
1.6.2. Спеченные порошковые плоскофакельные распылители системы охлаждения слитка в МНЛЗ.............................
1.7. Выводы и постановка задач исследований...................
2. Исследование диспергированных металлоотходов подшипникового производства как сырья для получения порош-
3
ков. Оценка негативного воздействия металлоотходов на природу в пунктах их хранения.............................................
2.1. Виды и состав диспергированных металлоотходов подшипни-
кового производства....................................................
2.2. Обследование пункта хранения диспергированных металлоот-
ходов подшипникового завода и оценка их негативного воздействия на почву и гидросферу.........................................
2.3. Выводы по 2 - ой главе......................................................................
3. Обоснование параметров н разработка ресурсосберегающей
технологии радиального прессования осесимметричных изделий.................................................
3.1. Разработка расчетной модели распределения относительной плотности порошкового материала по телу втулки
при радиальном прессовании.............................................
3.2. Экспериментальные исследования характера распределения плотности порошкового материала по телу втулки при радиальном прессовании..................................
3.3. Микроструктурный анализ двухслойных порошковых железо - графитовых втулок.........................................
3.4. Разработка устройств для радиального прессования осесимметричных изделий............................................
3.4.1. Конструктивные исполнения устройств радиального прессования и принципы их работы...................................
3.4.2. Гидравлическая система регулирования скорости перемещения формующих элементов....................................
3.4.3. Система обеспечения автоматической работы гадроцилиндров ....................................................
3.5. Реализация разработанной ресурсосберегающей технологии
52
52
54
63
64
65
71
78
81
81
88
91
19
- изготовление из порошковых шихт деталей машин посредством операций формования и спекания.
Железные и стальные порошки могут быть получены как непосредственно из руд, так и на основе вторичных материальных ресурсов - диспергированных отходов предприятий металлообработки (стружка, окалина» шлифовальный шлам).
Пессимистическая оценка важнейших природных ресурсов дает 50-70 лет дня полного их истощения [ 7 ]. Эксплуатация месторождении полезных ископаемых связана с изъятием и загрязнением земли, нарушением земельного покрова
Использование вторметаллов для получения порошков решает целый комплекс вопросов по защите окружающей среды: сокращается потребность в первичном сырье, уменьшается загрязнение вод и земли, освобождаются трудовые ресурсы из процессов переработки сырья.
Диспергированные металлические отходы предприятий металлообработки утилизируются и обезвреживаются всего на 30 - 35 % [ 4, 8 ]. При захоронении отходов происходит загрязнение водоемов и почв.
Процессы по рециркулированию и повторному использованию отходов пока находятся в зачаточной стадии в большинстве регионов. Недостатки в технологиях по переработке отходов создают угрозу окружающей среде.
Порошковые технологии позволяют изменить существующую оценку отходов, и ранее некондиционные отходы могут стать экономически выгодным сырьем.
Операции формования порошков и порошковых шихт в изделия имеют практически безотходный характер. Получение порошков из отходов вторметаллов и безотходное формообразование изделий реализует одновременно как ресурсосберегающий, так и природоохранный потенциал порошковых технологий.
20
При использовании метода порошковой металлургии существенно уменьшается материалоёмкость изделий, увеличивается коэффициент использования материала до 0,90 - 0,95 против 0,4 - 0,5 при механикообработке, повышается производительность труда за счёт сокращения операций производственного цикла в 2,0 - 2,5 раза, снижаются энергозатраты. Энергоёмкость порошковой металлургии (включая энергоёмкость переработки сырья) составляет 29 Мдж/кг и значительно ниже энергоёмкости литейного производства (30 - 38 Мдж/кг), холодной штамповки (41 Мдж/кг), горячей штамповки (46 -49 Мдж/кг), обработки резанием [ 9,10 ].
По ряду параметров порошковая металлургия превосходит и отдельные прогрессивные технологии. Так, при литье в оболочковые формы, по выплавляемым моделям и под давлением используются дорогостоящие материалы и высококвалифицированная рабочая сила, а литьё под давлением ограничивает использование стальных материалов. Себестоимость изделий при горячей штамповке и порошковой металлургии приблизительно одинаковая, но точность конфигурации порошковых изделий выше, при этом по сложности формы порошковые изделия превосходят штампованные [11].
В связи с этим представляется целесообразным изучение и обоснование возможности экологизации экономического развития предприятий металлообработки путём создания параллельных производств - участков по изготовлению изделий методом порошковой металлургии на основе диспергированных металлоотходов основного производства.