|
6. Установлено, что микротвердость полученных порошков выше, чем у исходного сплава. 4.2.1 Получение заготовок электродов из порошка, полученного ЭЭД отходов твердого сплава Т15К6 В настоящее время в отечественной и зарубежной промышленности существует ряд способов переработки отходов вольфрамсодержащих спеченных твердых сплавов с целью получения порошков и дальнейшего их использования (как правило, для повторного производства спеченных твердых сплавов). Все эти способы характеризуются крупнотоннажностыо, энергоёмкостью, большими производственными площадями, малой производительностью, а также, зачастую, экологическими проблемами (сточные воды, вредные выбросы). Одним из наиболее перспективных методов получения порошка путем переработки отходов вольфрамсодержащих спеченных твердых сплавов является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) [189-193]. Процесс электроэрозионного диспергирования представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами и (или) частицами сплава (электрическая эрозия материала). В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение материала. Жидкий и парообразный материал выбрасывается в рабочую жидкость и застывает в ней с образованием отдельных частиц. Метод отличается относительно невысокими энергетическими затратами, безвредностью и экологической чистотой, отсутствием механического износа оборудования, получением порошка непосредственно из кусков твердого сплава различной формы за одну операцию, получением частиц преимущественно сферической формы размером от нескольких нанометров до сотен микрон [189]. 130 |
экономическую оценку соответствующих технологических процессов себестоимость порошка, размер капиталовложений, стоимость дальнейшей переработки порошка в изделия [115]. 1.2 Методы получения порошков из отходов твердых сплавов В настоящее время существует ряд методов переработки отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов с целью получения порошков и дальнейшего их использования (как правило, для повторного производства спеченных твердых сплавов). Все эти способы по аналогии со способами получения металлических порошков можно разделить на механические и физико-химические. При механическом измельчении затрачиваемая энергия расходуется на упругие и пластические деформации, на теплоту и на образование новой поверхности, при этом работа на диспергирование, т.е. на увеличение поверхностей раздела очень мала, поэтому коэффициент полезного действия различных размалывающих устройств очень мал. Частицы порошка в основном имеют осколочную форму. Механическое измельчение происходит за две стадии: дробление или охрупчивание, а затем измельчение. На первой стадии самой большой проблемой становится высокая прочность твердого сплава. На второй стадии большой проблемой становится высокая стойкость к измельчению [100], вызванная высокой твердостью карбида вольфрама и присутствием кобальта, который противодействует измельчению, скрепляя частицы. Методы дробления и охрупчивания: 1. Способ измельчения отходов в щековой или конусно-инерционной дробилках [126]. Измельчение до получения кусочков средним размером менее 1 мм происходит за 10 минут [187]. Способ малопроизводительный, быстро приводит к изнашиванию дробилки. Содержание вредной примеси железа в измельченном сплаве увеличивается до 1,8 %. Порошок приходится 25 наиболее перспективных методов получения порошка, практически из любого токопроводящего материала, в том числе и твердого сплава, отличающийся относительно невысокими энергетическими затратами, безвредностью и экологической чистотой процесса, отсутствием механического износа оборудования, получением порошка непосредственно из кусков твердого сплава различной формы за одну операцию, получением частиц преимущественно сферической формы размером от нескольких нанометров до сотен микрон является метод электроэрозионного диспергирования [26, 38, 45]. 1.3 Выводы 1. На основании анализа научно-технической литературы рассмотрены основные методы получения порошков из отходов твердых сплавов. Показано, что большинство из рассмотренных методов отличаются крупнотоннажностью, энергоёмкостью, большими производственными площадями, а также, зачастую, экологическими проблемами (сточные воды, вредные выбросы). 2. Показано, что одним из перспективных методов получения порошков, практически из любого токопроводящего материала, в том числе и твердого сплава, является метод ЭЭД. 3. Отмечено, что метод ЭЭД отличается относительно невысокими энергетическими затратами, безвредностью и экологической чистотой процесса, отсутствием механического износа оборудования, получением порошка непосредственно из кусков твердого сплава различной формы за одну операцию, получением частиц преимущественно сферической формы размером от нескольких нанометров до сотен микрон. I 29 Первые исследования но применению электрической эрозии металла для получения порошков относятся к 40-ым годам прошлого столетия. В 1943 году Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко предложили использовать эффект электрической эрозии для получения высокодисперсных порошков [1J. Несмотря на достаточно высокую производительность порошкообразования, дисперсность порошка, возможности регулирования гранулометрического состава и степени охлаждения, а так же относительно невысокие энергетические затраты и экологическую чистоту процесса, в отличие от других способов получения порошка из отходов твердых сплавов, способ получения металлического порошка методом электроэрозионного диспергирования не нашел широкого применения в промышленности. Это связано с недостаточной изученностью строения и свойств порошков, а также закономерностей процессов порошкообразования при электроэрозионном диспергировании отходов твердых сплавов. В связи с этим последующие десятилетия были посвящены развитию физических исследований, которые были продолжены в СССР такими известными учеными как Б.Н. Золотых [82, 83, 84], А.Д. Верхотуров [56, 57], К.К. Намитоков [118, 119] и др. [85, 86, 87, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172]. В зарубежной литературе США [184, 185], Англии, Японии [55], Чехословакии, Германии и др. [188] опубликован ряд исследований, которые продолжаются по сей день. 2.2 Металлургические особенности получения порошков из отходов твердых сплавов методом ЭЭД Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение 32 |