Металлокерамическая дробь


 


Владельцы патента RU 2541262:

Федосов Михаил Александрович (RU)
Колпаков Василий Серафимович (RU)

Изобретение относится к абразивной и дробеструйной обработке деталей. Металлокерамическая дробь содержит 3-40 мас.% керамического материала, 3-50 мас.% пылевидных отходов сталеплавильного производства и остальное - пиритные огарки. Обеспечивается переработка огарков и отходов сталеплавильного производства, а также улучшение эксплуатационных свойств дроби, в частности твердости и прочности. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к порошковой металлургии, и может быть использовано для получения металлокерамической дроби, используемой для дробеструйной обработки деталей машин различного назначения или в качестве абразива.

Известны абразивы в виде дроби стальной литой, колотой, чугунной литой колотой, нержавеющей (ГОСТ 11964-81, ДСТУ 3184-95), дроби керамической (ГОСТ 20419-83), дроби стеклянной, композитной, пластиковой и прочих видов, все виды указанной дроби отличаются способом изготовления, прочностными характеристиками, износостойкостью, твердостью и, как следствие, количеством циклов использования, что связано со структурой дроби.

Известна металлокерамическая композиция для дробеструйной обработки деталей (JP 2006198713 А, 03.08.2006), выполненная из смеси керамического и металлического порошков: керамический порошок 1-30%, металлический порошок - остальное.

Известна металлокерамическая дробь, полученная спеканием при высоких температурах железного, медного и абразивного порошков (SU 177786 А, 01.01.1966).

Недостатками способов изготовления всех вышеперечисленных видов дроби являются: энергетические затраты, многостадийность и трудоемкость их производства, образование при производстве дроби отходов, загрязняющих окружающую среду, высокие производственные затраты и низкая рентабельность производства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение металлокерамической дроби с высокими эксплуатационными свойствами при уменьшении стоимости изготовления, а также повышении экологичности.

Указанный технический результат достигается тем, что металлокерамическая дробь для дробеструйной обработки содержит керамический материал, пылевидные отходы сталеплавильного производства и пиритные огарки, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

керамический материал 3-40
пылевидные отходы сталеплавильного производства 3-50
пиритные огарки остальное

Металлокерамическая дробь имеет форму шара, цилиндра, таблетки, сферы.

Металлокерамическая дробь получена обжигом высокочастотными лучами СВЧ.

Керамический материал является связующим материалом для металлических компонентов при формировании металлокерамической дроби. Состав керамического материала приведен в таблице 1.

Таблица 1
Элементы и соединения Содержание, %
Кремний (Si) 50,0-70,0
Оксид алюминия (Al2O3) 20,0-30,0
Оксид железа III (Fe2O3) 0,28-0,60
Оксид титана (TiO2) 0,40-0,50
Оксид кальция (СаО) 0,28-0,4
Оксид магния (MgO) 0,17-0,30
Оксид калия (К2О) 2,0-2,8
Оксид натрия (Na2O) 0,3-1,5

Пылевидные отходы сталеплавильного производства представляют собой: шламы газоочисток мартеновских печей, шламы газоочисток конвертеров (см. Составы отходов в таблице 2), шламы газоочисток электросталеплавильных печей.

Таблица 2
Элементы и соединения Шламы мартеновских печей Шламы газоочисток конвертеров
Железо общее 56,78 63,45
Железо приведенное 60,70÷79,69 61,50÷72,33
Оксид железа (III) 1,35 16,56
Оксид железа (II) 1,32 3,30
Оксид кальция 2,15 2,28
Оксид кремния 0,67 0,31
Элементы и соединения Шламы мартеновских печей Шламы газоочисток конвертеров
Оксид алюминия 2,97 0,29
Оксид магния 0,29 0,16
Оксид калия 0,20 0,20
Оксид натрия 2,81 2,78
П.п.п. 0,06 0,04
Оксид титана (IV) 1,24 1,21
Марганец 0,08 0,036
Фосфор 0,25 0,018
Оксид хрома (III) 0,006 0,007
Оксид ванадия (V) 0,81 0,067
Сера общая - -
Оксид серы (VI) - -
Сера сульфидная 0,01 0,03
Оксид бария - 0,004
Никель 0,19 0,01
Медь - 0,05
Цинк 1,15 0,03
Свинец - менее 0,002
Молибден - 0,01
Сурьма 0,006 0,003
Мышьяк 0,68 1,11
Углерод общий 0,63 0,82
Углерод твердый 0,07 0,26
Фтор 0,13 0,17

Состав шламов газоочисток электросталеплавильных печей изменяется в довольно широких пределах в зависимости от марок выплавляемых сталей. Их усредненный химический состав (в мас.%) представлен следующим образом: железо 30,0-55,0; оксид кремния (IV) 2,0-12,0; оксид алюминия 0,3-10,0; оксид магния 5,0-27,0; оксид кальция 1,5-17,0; оксид марганца (II) 1,5-5,5; фосфор 0,02-0,25, сера общая 0,02-0,5; хром до 10,0; никель до 8,0; цинк до 2,0; свинец до 1,0.

Пиритные огарки содержат в своем составе (%): Fe общ. 40,0-78,0; S общ. 0,3-10,0; S сульфидная 0,08-7,9; SiO2 0,6-26,5; Cu 0<60; Zn 0,70-5,0; Pb 0,3-1,5; As 0,03-1,7 Cr 0,03-1,0; Mn 0,025-2,5; Cd 0,002-0,12; Al2O3 0,7-20,0; CaO 0,76-5,9; MgO 0,05-1,52; F 0,005-0,12; Cl 0,009-0,15; Na2O 0,07-5,0; K2O 0,08-0,15; S сульфатная 1,0-12,0; H2O до 47,4; Ва 1,0-8,9, а также Se до 15 г/т; Те 1,0-14,0 г/т; Au 1,0-12,0 г/т; Ag 10,0-67,0 г/т.

Примеры составов металлокерамической дроби представлены в таблице 3.

Таблица 3
Компоненты Содержание, мас.%
1 9 3 4 5 6 7 8
Керамический материал 3 5 10 15 20 25 30 40
Пылевидные отходы сталеплавильного производства
47 45 30 50 40 35 10 10
Пиритные огарки 50 50 60 35 40 40 60 50

Металлокерамическую дробь получают следующим образом.

Все компоненты подвергают тонкодисперсному измельчению до наноразмерного уровня в водной среде под действием ультразвуковой волны в процессе кавитации или используют мельницы тонкого помола, получают дисперсность компонентов до 0,001 мкм (1 нм), смешивают компоненты в требуемом соотношении (см. таблицу 3), придают форму (шар, цилиндр, таблетка, сфера) методом прессования на таблетирующих пресс-автоматах и обжигают высокочастотными лучами СВЧ (длина волны от 1 м, частота 300 МГц до 1 мм, частота 300 ГГц).

Свойства полученного металлокерамического материала определяются следующими его характеристиками: твердость дроби по Роквеллу составляет от 20 до 85 HRC, прочность дроби составляет от 18 до 2000 кгс/мм2. Размеры получаемых металлокерамических материалов варьируются от 0,1 мм до 50 мм.

Преимуществом предлагаемого состава металлокерамической дроби является отсутствие дорогостоящих металлических порошков, минимальные энергетические затраты по сравнению с обычными способами, повышение экологичности за счет переработки огромного количества пиритных огарков и пылевидных отходов сталеплавильного производства.

1. Металлокерамическая дробь для дробеструйной и абразивной обработки, характеризующаяся тем, что содержит керамический материал, пылевидные отходы сталеплавильного производства и пиритные огарки при следующем соотношении компонентов, мас.%:

керамический материал 3-40
пылевидные отходы
сталеплавильного производства 3-50
пиритные огарки остальное

2. Металлокерамическая дробь по п.1, отличающаяся тем, что она имеет форму шара, цилиндра, таблетки или сферы.

3. Металлокерамическая дробь по п.1, отличающаяся тем, что она получена обжигом посредством высокочастотных лучей СВЧ.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области получения поликристаллических материалов, а именно к композиционным материалам на основе алмаза, полученным путем спекания алмазных зерен и металлов с дисперсно-упрочняющими добавками и армирующей CVD алмазной компонентой в виде вставки, модифицированной в условиях высоких давления и температуры, и может быть использовано для изготовления бурового и правящего инструмента.

Изобретение относится к изготовлению фасонных абразивных частиц, которые могут быть использованы для абразивной обработки, отделки или шлифования широкого диапазона материалов.

Изобретение относится к абразивным инструментам и процессам для их формования. .

Изобретение относится к алмазным инструментам, изготавливаемым с использованием процессов закрепления алмазных зерен на корпусе инструмента электроосаждением металлической связки, - инструментам на гальванической связке.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения резцов, сверл, шлифовальных кругов и пр. .

Изобретение относится к способам получения абразивных материалов на основе неорганических веществ. .

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента из карбида кремния на магнезиальной оксихлоридной связке для шлифовки изделий из природного камня.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к способам получения заготовок замка трубопровода, который может быть использован для соединения и герметизации труб сборно-разборного трубопровода.

Изобретение относится к способу сухой струйной обработки, предназначенному для очистки твердых поверхностей, а также к специальным абразивным пигментам, подходящим для этого, и к способу их получения.

Изобретение относится к способу обработки поверхности волокнистого композита, который содержит высокопрочные волокна и может быть использован в самолетостроении.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам упрочнения внутренних поверхностей гидроцилиндров насосов сверхвысокого давления.
Изобретение относится к методам очистки поверхностей от органических загрязнений и может быть использовано при очистке производственного оборудования. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для упрочнения деталей. .

Изобретение относится к обработке металлической поверхности, позволяющей получить металлические детали, обладающие улучшенными коррозионной стойкостью и усталостными свойствами.

Изобретение относится к дробеструйному упрочнению поверхности металла, выполненного из легкого сплава. .
Изобретение относится к способам обработки поверхности металлов, в частности к струйно-абразивной очистке поверхности изделий из титановых сплавов. .

Изобретение относится к очистке поверхностей и может быть использовано для очистки труднодоступных поверхностей изделий из металлических материалов, в частности деталей сложной формы, подвергнутых упрочнению микродуговым оксидированием.

Изобретение относится к плазменной технологии и может быть использовано для получения модифицированных ультрадисперсных порошков в едином технологическом цикле.
Наверх