Одержання пористих металокерамічних матеріалів із використанням відходів машинобудування в режимі самопоширюваного високотемпературного синтезу

Abstract

Кількість і темпи утворення машинобудівних відходів, а також їх фізико-механічні властивості та здатність до відновлення зумовлюють пошук сфер їх застосування. Використання відходів як вихідних матеріалів для виготовлення виробів дозволяє істотно знизити їх вартість, позитивно впливає на довкілля та вирішує питання утилізації цих відходів. Відходи як сировина ідеально підходять для виготовлення пористих проникних матеріалів (фільтрів), а методи порошкової металургії дозволяють одержувати вироби з керованими фізико-механічними та фільтраційними властивостями. Такі матеріали зарекомендували себе як якісні фільтри для регенерації технічних рідин, мастил, мастильно- охолоджувальних рідин, стічних вод та ін. Однак існуючі на сьогодні технології одержання таких матеріалів є застарілими та енергозатратними. Тому вдосконалення існуючих технологій одержання пористих проникних матеріалів є актуальним завданням. У статті проаналізовано методи й технології виготовлення пористих проникних матеріалів та запропоновано вдосконалену технологію їх виготовлення, що базується на використанні як основних компонентів окалини сталі та природного мінералу – сапоніту. Технологія передбачає пресування виробів при низьких тисках, а спікання – за рахунок проходження самопоширюваного високотемпературного синтезу. Запропонована технологія характеризується низькою собівартістю та гарними фізико-механічними властивостями одержаних виробів, що дає підстави використовувати їх для фільтрації та регенерації технічних рідин.

Количество и темпы образования машиностроительных отходов, а также их физико-механические свойства и способность к восстановлению обусловливают поиск сфер их применения. Использование отходов в качестве исходных материалов для изготовления изделий позволяет существенно снизить их стоимость, что положительно влияет на окружающую среду и решает вопрос утилизации этих отходов. Отходы как сырье, идеально подходят для изготовления пористых проницаемых материалов (фильтров), а методы порошковой металлургии позволяют получать изделия с управляемыми физико- механическими и фильтрационными свойствами. Такие материалы зарекомендовали себя как хорошие фильтры для регенерации технических жидкостей, масел, смазочно-охлаждающих жидкостей, сточных вод и т. п. Однако существующие в настоящее время технологии получения таких материалов являются устаревшими и энергозатратными. Поэтому совершенствование существующих технологий получения пористых проницаемых материалов является актуальной задачей. В статье проанализированы методы и технологии изготовления пористых проницаемых материалов и предложена усовершенствованная технология их изготовления, основанная на использовании в качестве основных компонентов окалины стали и природного минерала – сапонита. Технология предусматривает прессование изделий при низких давлениях, а спекание за счет прохождения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Предложенная технология характеризуется низкой себестоимостью и хорошими физико-механическими свойствами полученных изделий, что дает основания использовать их для фильтрации и регенерации технических жидкостей.

The increasing amount of wastes produced by the manufacturing engineering, as well as their physical and mechanical properties and restorability provide a search for sphere of their application. The actual problem of modern science is the utilization of wastes and using them in further production that will minimize their harmful impact on the environment and reduce the cost of expensive raw materials. Wastes are ideally suitable for the manufacture of porous permeable materials (filters). Powder metallurgy allows obtaining products with controlled filtration, physical and mechanical properties. Such materials are good filters for regeneration of technical liquids, oils, cooling fluids, sewage etc. The article analyzes the methods and technologies for the manufacture of porous ceramic materials and a new technology for their manufacture, which is based on use of mill scale and natural mineral – saponite as the main components. Compression technology provides products at low pressures and sintering by passing high-temperature synthesis. The proposed technology is characterized by low cost and good physical and mechanical properties of the product that gives a reason to use them for filtering and regeneration of technical liquids.