Разработка физико-химических и технологических основ переработки вольфрамокобальтового твердого сплава электроэрозионным диспергированием

• Автор: Дворник, Максим Иванович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

ВОЛЬФРАМОКОБАЛЬТОВЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ДЛЯ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ

1.1 Состав и структура вольфрамокобальтовых твердых сплавов

1.2 Основы технологии вольфрамокобальтовых твердых сплавов

1.3 Механические свойства вольфрамокобальтовых твердых сплавов

1.4 Теория прочности вольфрамокобальтовых твердых сплавов

1.5 Проблема переработки твердых сплавов и методы ее решения

1.6 Физические основы электроэрозионного диспергирования

1.7 Особенности фазового, химического и гранулометрического состава 40 порошков, получаемых электроэрозионным диспергированием.

1.8 Оборудование для электроэрозионного диспергирования

Выводы по разделу

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Характеристика исходных веществ
2.2 Электроэрозионное диспергирование на установке с переменным 49 искровым зазором
2.3 Электроэрозионное диспергирование на установке в насыпном слое
2.4 Технология создания твердого сплава из диспергированного порошка
2.5 Методы анализа химического и фазового состава материалов
2.6 Методы анализа морфологического и гранулометрического состава 58 материалов
ГЛАВА 3. ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ,
ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОМ ДИСПЕРГИРОВАНИИ ТВЕРДОГО СПЛАВА В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ И ОБРАЗУЮЩЕМСЯ ПОРОШКЕ.

3.1 Фазовые и структурные превращения во «вторичной структуре»
3.2 Фазовые и структурные превращения в частицах, полученных хрупким разрушением, кристаллизацией жидкой и паровой фазы
3.3 Фазовые и структурные превращения при отжиге порошка в инертной и восстановительной среде
Выводы по разделу
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГИИ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИСКРОВОГО РАЗРЯДА НА ЭРОЗИЮ ТВЕРДОГО СПЛАВА, ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОРОШКА, ПОЛУЧЕННОГО ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫМ ДИСПЕРГИРОВАНИЕМ.
4.1 Эрозия твердого сплава при различных энергиях и длительностях импульса.
4.2 Влияние энергии импульса на гранулометрический и морфологический состав порошка.
4.3 Влияние энергии импульса на химический состав порошка Выводы по разделу
ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО ПОРОШКА
5.1 Схема переработки твердых сплавов электроэрозионным диспергированием с последующей карбидизацией.
5.2 Электроэрозионное диспергирование твердого сплава в насыпном слое
5.3 Карбидизация диспергированного порошка и создание изделий из твердого сплава на основе регенерированного порошка.
Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ БИБЛИОГРАФИЯ

Актуальность темы. Современная промышленность широко использует твердые сплавы типа VC-Co при обработке металлов резанием, бурении, деревообработке и т.д. Значительную долю стоимости изделий из твердых сплавов составляет сырье (порошки). Мировое производство изделий из порошков составляет 800-900 тыс. т. при перспективной потребности - порядка 1,5-2 млн.т, из них большую часть составляют твердые сплавы на основе карбидов вольфрама. Очевидная причина - это уникальная комбинация механических, химических и физических свойств, достигаемая процессом производства композиционного материала, представляющего собой твердые и хрупкие кристаллы УС, формирующие жесткий скелет, пустое пространство которого заполнено мягким легко деформируемым кобальтовым сплавом[1,2]. Мировое производство режущего инструмента оценивается в 2 миллиарда долларов на 1992 год [3]. 60% всего добываемого вольфрама уходит на производство карбида для режущего инструмента [5]. По подсчетам на 1992 год в мире производится 25000 тонн карбида вольфрама в год [6].
Высокая потребность в вольфраме и кобальте при сокращении запасов кондиционного сырья вызывает повышение цен на 20...50% каждый год [1]. В результате возникает необходимость поиска путей рециркуляции сплавов из их отходов, образующихся в процессе производства изделий из твердых сплавов и при их эксплуатации.
Существующие методы переработки отходов твердых сплавов подразделяются на физико-химические и механические, каждые из которых имеют свои достоинства и недостатки. Наиболее простые и доступные способы получения дисперсных порошков - это электрофизические методы и механическое диспергирование. Мелкое измельчение (диспергирование) является самой сложной, трудоемкой и энергоемкой операцией в процессе регенерации твердого сплава. На данном этапе все достоинства твердого сплава обращаются в недостатки: высокая твердость, износостойкость в сочетании с небольшой пластичностью не позволяют эффективно измельчать твердый

Рис. 20. Электрическая схема для измерения вольтамперных характеристик искровых разрядов
Для нахождения тока, напряжения и частоты разрядов в межэлектродном промежутке была собрана электрическая цепь, состоящая из генератора импульсов, и сопротивлений Яь Я2 и Яш (рис. 20). Напряжения Ц) и и2 фиксировали с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), входящего в состав измерительного комплекса, разработанного в Институте материаловедения ХНЦ ДВО РАН. Частота дискретизации регистрируемого сигнала составляла 100 кГц. Результаты измерения 2000-4000 импульсов сохранялись на компьютере. Напряжение в межэлектродном промежутке рассчитывали по полученным данным исходя из параметров цепи:
(2.2)
и = и,Кі + Кі я2
Ток находили по данным измерений, исходя из параметров цепи.
я..,
(2.3)
где Яш = 0,0021 Ом - шунтирующее сопротивление.
Промежуточные значения энергии импульса рассчитываются по формуле: