OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 193 MATERIAL SCIENCE связанные с технологиями утилизации и переработки отходов машиностроительных производств, их включения в технологический цикл производства. Это актуально в условиях рационального использования природных ресурсов, особенно металлов и сплавов, широко используемых в машиностроении. Наибольший вклад в совокупный объем отходов производственных цепочек в машиностроении дает металлообработка на различных станках. Независимо от вида обработки, используемого инструмента при изготовлении любой детали всегда образуется металлическая стружка. Эффективная утилизация металлической стружки после механической обработки представляет для машиностроительных предприятий серьезную проблему, поскольку ее состояние сильно отличается от исходного состояния заготовки. Традиционно при любом виде металлообработки стружка загрязняется всевозможными примесями. Кроме смазочноохлаждающей жидкости (СОЖ) может присутствовать масло, влага, частицы пескоструйной обработки, шлам, другой мусор. Все это затрудняет переработку и утилизацию непосредственно в цехах производства. Другой проблемой возвращения во вторичное использование стружки является ржавчина, которая интенсивно начинает образовываться сразу после обработки и продолжает нарастать со временем хранения отходов. Во избежание всех этих проблем чаще всего машиностроительные предприятия аккумулируют металлические отходы и передают их в металлургическое производство на переплавку [1–5]. В этой связи при утилизации стружки в качестве приоритетной задачи рассматривают возможность уплотнения стружечных отходов для минимизации объема с целью облегчения транспортировки [3] для дальнейшей переплавки. В ряде работ [6–8] предлагают рассматривать отходы производства как самостоятельный ресурс в виде модифицированной шихты для дальнейшего использования в качестве полуфабрикатов. Одним из наиболее распространенных материалов для машиностроения остаются различные марки стали, соответственно значительный объем отходов будет составлять стальная стружка. Вместе с тем стальную стружку можно рассматривать как ресурс не только для вторичной переплавки, но и как источник компонентов для порошковых технологий. Во-первых, стружка независимо от сплава представляет собой материал с дефектной структурой, которая сформировалась в результате резания [2, 7], что может способствовать ее диспергированию и применению технологий горячего уплотнения уже порошкообразного продукта. Во-вторых, стружка представляет собой достаточно активированный материал, который можно подвергнуть дальнейшему измельчению и дополнительному окислению. В-третьих, большое значение имеет влияние среды обработки с применением охлаждающей жидкости, сопутствующие окислительные процессы и т. п. [5]. Это делает стальную стружку удобным сырьем для приготовления порошковых композиций с определенным сочетанием компонентов. Стальная стружка также может быть интересна не только как источник железа, но и оксидсодержащий компонент для получения композиционных материалов с оксидными включениями. Использование оксидов в композиционном материаловедении развивается уже не одно десятилетие [9–15]. Комбинация «оксид ‒ металлическая основа» зависит от назначения и условий эксплуатации изделий из этого композита. В данном случае можно рассматривать не только объемные материалы, но и модифицированные композиционными покрытиями поверхности [16]. В случае рассмотрения стальной стружки как потенциального источника оксидных включений не меньшую роль играет анализ металлических компонентов, которые можно использовать в композиции с измельченной окисленной стальной стружкой. Наиболее интересной группой металлических компонентов, которые можно рассмотреть в качестве матричного материала при использовании переработанной металлической стружки, являются порошковые материалы на основе титана и алюминия. В частности, хорошо известны исследования композиционных материалов на основе титана с различными тугоплавкими добавками из соединений карбидов, нитридов, боридов, силицидов и оксидов [9–10, 14]. Также представляют интерес композиты на основе алюминиевой матрицы с добавлением тугоплавких соединений [13, 17, 18]. Не теряет своей актуальности в исследованиях и группа композитов на основе системы Ti‒Al, которую
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1