Грант Российского научного фонда № 20-79-10125
Технологические основы энерго- и ресурсосберегающей утилизации отходов металлообработки с производством порошков для аддитивных технологий
Работа посвящена исследованию процессов измельчения отходов металлообработки сплавов, подверженных поверхностному окислению, которые должны быть вовлечены в процессы рециклинга. Отходы таких сплавов особенно проблематично вовлекать в механическую переработку, поскольку при измельчении до тонких фракций в воздушной среде и в условиях растущей температуры в мельнице они склонны к активному окислению, что приводит не только к потере товарных свойств металла, но и к опасности самовозгорания.
Задача проекта - исследование кинетики измельчения отходов сплавов, подверженных поверхностном
у окислению, в различных средах (газовых и жидкостных) и в различных агрегатах с целью обоснования оптимальных условий получения высококачественных металлических порошков, соответствующих требованиям крупности, формы, текучести при одновременном соблюдении требования минимизировать материальные потери и энергетические затраты.
В рамках первого года получены следующие результаты:
1. Выбраны объекты для экспериментальных исследований – конкретные виды сплавов на основе никеля, титана, алюминия и меди.
2. Выбраны исследуемые инертные газы, применяемые в качестве среды при измельчении: аргон, азот и гелий.
3. Изготовлены макеты измельчительных устройств с дискретной загрузкой и выгрузкой материала, оснащенных воздушной или жидкостной системой охлаждения измельчительной камеры (при необходимости) и системой отвода кислородной среды и подачи инертного газа. Проведена сборка и подключение к макетам системы отвода кислородной среды и подачи инертного газа.
4. Проведены экспериментальные исследования, направленные на эффективную подготовку исходного материала к процессу измельчения:
- Проведены исследования качества отмывки остатков смазочно-охлаждающей жидкости различными промышленными моющими средствами, представленными на современном рынке. Выбран наиболее оптимальный (с точки зрения экономичности и эффективности) реагент;
- Разработан новый метод цветометрического экспресс-анализа для контроля качества удаления СОЖ;
- Проведена отмывка стружки из никелевого сплава с целью ее подготовки к проведению экспериментов по измельчению.
5. Проведены первые экспериментальные исследования по изучению кинетики и энергоемкости процесса измельчения в газовых средах отходов механической обработки металлов или их сплавов в разработанных макетах на стружке из группы жаропрочных никелевых сплавов ХН77 (Alloy 80А).
Проводятся экспериментальные исследования на стружке сплава титана ВТ6.
Изучаются физико-технологические свойства продуктов измельчения.
6. Проведен поиск перспективных механических способов воздействия на металлические порошки с целью повышения их текучести, в рамках которого был выполнен анализ публикаций с определением перспективного направления исследований и проведены предварительные эксперименты для последующего формирования программы исследований.
7. Опубликована 1 статья в журналах, индексируемых в базах данных «Скопус» (Scopus).
