Введение к работе
Актуальность проблемы. В процессе шлифования образуются продукты разрушения инструмента и обрабатываемого материала в виде мелкодисперсного абразивного порошка, смешанного с мелкой стальной стружкой (шлам). Помимо твердой фракции в отходах находятся остатки смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ). Часть отходов находится во взвешенном состоянии в виде аэрозоля. При длительном контакте с кожными покровами и при поступлении паров и тумана через дыхательные пути СОЖ может оказывать вредное воздействие на организм работающих. Степень и характер этого воздействия зависит от химического состава СОЖ и обрабатываемого материала, способа подачи жидкости в зону шлифования, режимов шлифования, наличия очистки СОЖ и различных защитных и вентиляционных устройств, условий окружающей среды (температуры, влажности и т.д.). Длительная работа в таких условиях приводит к раздражению слизистых оболочек верхних дыхательных путей и даже к развитию пневмонии, снижению общей иммунобиологической реактивности организма. При длительном контакте с масляными СОЖ у рабочих возникают профессиональные кожные поражения (дерматозы), хронические пигментации, сухость и шелушение кожи. Шлам не пригоден для переплавки и поэтому его вывозят на свалки, загрязняя при этом окружающую среду. Ежегодно только один Владивостокский инструментальный завод вывозит таких отходов более 20 тонн. Разлагаясь, тяжелые металлы попадают в грунтовые воды, снижают качество питьевой воды и повышают риск заболеваемости.
Металлическая составляющая шламовых отходов
быстрорежущих сталей содержит значительное количество дорогостоящих легирующих элементов, таких как вольфрам, молибден, кобальт, хром. Технология комплексной регенерации отходов шлифования позволила бы снизить их воздействие на организм человека, улучшить гигиенические условия труда станочников, устранить безвозвратные потери металла, абразива, смазочно-охлаждающей жидкости.
Целью работы является улучшение условий труда при обработке металлов за счет регенерации отходов шлифования.
Цель работы определила постановку и решение следующих задач:
-определение химического и дисперсного состава шлифовального аэрозоля;
-исследование состава, морфологии и свойств исходных отходов шлифования (шлама) быстрорежущей стали Р6М5;
-изучение влияния шихтования, дезинтеграторной обработки, виброобработки на свойства металлической и абразивной составляющих шлама;
-изучение режимов спекания и свойств готовых изделий, полученных из шламовых отходов.
Положения, выносимые на защиту
- способы улучшения технологических свойств исходного шлама;
- математические модели влияния количества связующего,
времени и температуры спекания на плотность и износостойкость
изделий из дисперсноупрочненных материалов;
- результаты исследований и технические решения утилизации
отходов шлифования быстрорежущих сталей.
Научная новизна работы. Впервые изучен и классифицирован аэрозоль, образующийся при шлифовании быстрорежущей стали и исследовано влияние режимов вакуумной дистилляции, дезинтеграции на химический состав и свойства порошка шлама. Установлено влияние керамических добавок на структуру и свойства изделий из шламовых отходов.
Разработана технология комплексной регенерации отходов шлифовального производства методами порошковой металлургии.
Получены математические модели влияния количества связующего, времени и температуры спекания на плотность и износостойкость изделий из дисперсноупрочненных материалов на основе шлама.
Разработан метод получения заготовок, позволяющий проводить их механическую обработку без предварительного спекания.
Практическая ценность и реализация работы. Разработана технология получения изделий из отходов шлифования инструментальных сталей, позволяющая улучшить условия труда при обработке металлов и использовать такие отходы в качестве сырья для получения изделий методами порошковой металлургии и полностью возвратить их в производство. Инструмент, полученный из шлама обладает более высокими свойствами, чем инструмент из литой быстрорежущей стали. Разработана технология получения
керамических изделий из абразивной составляющей шламовых отходов и дисперсноупрочненных материалов на основе шлама.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы обсуждались и докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Порошковая металлургия" (Свердловск, 1989 г.), Всесоюзной научно-практической конференции "Комплексное освоение техногенных месторождений" (Челябинск, 1990 г.), Межреспубликанской конференции "Прогрессивные методы получения конструкционных материалов и покрытий, повышающих долговечность деталей машин" (Волгоград, 1991 г.), Ill Зональной научно-технической конференции "Пути повышения качества и надежности инструмента" (Барнаул, 1989 г.), Международной конференции "Экология и безопасность жизнедеятельности" (Владивосток, 1994 г.).
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 10 работах, получено одно авторское свидетельство на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и приложения. Она содержит 15k страницы, в том числе 53 рисунка и 17 таблиц. Список использованных литературных источников содержит 103 наименования.
