Features of the structure formation of sintered powder materials using waste metal processing of steel workpieces

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 4 2022 201 MATERIAL SCIENCE Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Объемные изменения спеченных прессовок с переработанной стружкой стали 45, % Volumetric changes of the sintered compacts with recycled steel 45 chips, % № п/п Состав / Composition ΔV/V0, % 1 Порошок из стружки стали 45 / Steel 45 chip powder 6,5 2 Ti + стружка (сталь 45) / Ti + chips (steel 45) –2,7 3 Ti + Al + стружка (сталь 45) / Ti + Al + chips (steel 45) –26,7 в табл. 2 приведены объемные изменения прессовок из обработанной стружки без добавления других компонентов (алюминия и титана) после спекания, которые демонстрируют стандартную для этого случая усадку. Выводы Отходы металлообработки заготовок из стали 45 могут быть использованы в порошковых технологиях не только в качестве источников железа, но и его оксидов после простых доступных дополнительных операций окисления и измельчения. Путем применения несложного способа подготовки (обработки) стальной стружки можно получить приемлемый порошковый компонент-добавку для дальнейшего использования в многокомпонентных смесях для синтеза металломатричных композитов на основе титана и алюминия. Стальная стружка после дополнительного окисления в воде хорошо измельчается и активно взаимодействует с титановой и алюминиевой основой при вакуумном спекании при 1000 °С. В случае смеси с алюминием (Al + стружка(ст45)) спекание протекает фактически в режиме теплового взрыва, и результаты взаимодействия могут быть в виде многофазного порошкового продукта с синтезированной оксидной фазой Al2O3. Взаимодействие с титаном при выбранном соотношении компонентов (Ti + стружка(ст45)) не приводит к изменению фазового состава, хотя есть потенциал за счет большего окисления стружки увеличить долю кислорода. При использовании титана и алюминия в качестве матричного материала с добавкой измельченной стружки (Ti + Al + стружка(ст45)) синтез in-situ фазы Al2O3 не исключен, если определить соотношение компонентов и уровень окисленности используемой стальной стружки. В этом случае имеется перспектива разработки нового композиционного материала с мелкодисперсной оксидной фазой в металлической матрице. Предварительные результаты анализа особенностей формирования структуры металломатричных композитов с участием стальной стружки в условиях вакуумного спекания показали, что отходы металлообработки могут после соответствующей технологической подготовки использоваться как взаимодействующий компонент порошковой смеси. Дальнейшие исследования позволят в перспективе определить рабочий диапазон концентраций компонентов, их оптимальное соотношение, которое сможет обеспечить формирование заданного структурно-фазового состояния, предопределяющего соответствующие свойства. Список литературы 1. Дьяконов О.М. Комплексная переработка стружки и металлосодержащих шламов. – Минск: Технология, 2012. – 262 с. 2. Дьяконов О.М. Исследование физико-химических и механических свойств стальной и чугунной стружки // Литье и металлургия. – 2009. – № 4 (53). – С. 161–173. 3. Дьяконов О.М. Получение металлургических брикетов на основе стружко-порошковых композиций горячим прессованием // Литье и металлургия. – 2011. – № 4 (63). – С. 129–137. 4. Переработка стружки черных металлов / С.Л. Ровин, Л.Е. Ровин, Т.М. Заяц, О.М. Валицкая // Литье и металлургия. – 2017. – № 4 (89). – С. 94–101. 5. Ровин С.Л., Калиниченко А.С., Ровин Л.Е. Возвращение дисперсных металлоотходов в производство // Литье и металлургия. – 2019. – № 1. – С. 45–48. 6. Ровин С.Л., Валицкая О.М. Тепловая обработка чугунной стружки // Литье и металлургия. – 2007. – № 3. – С. 86–89.

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1