Вдосконалення технології виготовлення матеріалів триботехнічного призначення із відходів машинобудівного виробництва

Доведено, що найбільш точно процес подрібнення порошку сталі ШХ15, отриманого із шліфувального шламу, математично описує рівняння кінетики проф. К. Разумова. Оскільки порошок ШХ15 має частинки, деформовані в різних напрямах, із сильно розгалуженою поверхнею. В результаті експериментальних досліджень встановлено, що основна маса порошку зосереджена в -0. 200…+0. 630 фракціях і результати подрібнення не залежать від розмірів розмельних тіл за умови подрібнення з однаковим їх масовим числом, при однакових режимах та часі подрібнення. Водночас результати дослідження свідчать, що значний вплив на точність розрахунків здійснює початкова форма подрібнювального матеріалу.

Експериментально перевірено, що найоптимальнішим для металічного порошку сталі ШХ15 є подрібнення у млині із зміщеною віссю обертання у разі накладання вібрації, що пришвидшує процес подрібнення в 1, 5-2 рази за рахунок стираючої та ударної сили розмелених тіл.

Оптимізовано методом математичного планування активного експерименту та експериментально визначено склад порошкового композиційного матеріалу антифрикційного призначення на основі порошку сталі ШХ15 з домішками міді та графіту. Встановлено, що структура спечених матеріалів із 1-3% графіту і 3-8% міді є композицією із феритно-перлітною матрицею, структурно-вільним графітом і включеннями міді. Зміна вмісту міді не впливає на структуру спечених зразків, збільшує границю міцності у разі стискання на 15%, збільшує твердість у 1, 2 рази і зменшує коефіцієнт тертя 2, 5 рази спечених порошкових матеріалів в умовах середніх навантажень.

На основі проведених досліджень рекомендовані такі технологічні параметри отримання композиційного матеріалу сталь ШХ15 – графіт – мідь: тиск пресування 400-800 МПа, температура спікання – 1200 0С, вміст графіту 2-3%, вміст міді 3-5%.

Промисловим випробуванням на ВАТ ЛуАЗ (м. Луцьк), ВАТ ЛПЗ (ПАТ «SKF-Україна», м. Луцьк) та ВАТ „Ковельсільмаш” (м. Ковель) підтверджено, що міцність та надійність втулок ковзання, виготовлених із розробленого антифрикційного матеріалу, відповідає діючим стандартам, ресурс працездатності збільшується у 2-2, 5 рази. Річний економічний ефект від впровадження технології виготовлення втулок ковзання становить 973 000 грн.

 

 

1. Гальчук Т. Н. Отримання порошків з відходів шліфувального шламу і покращення їх характеристик / Т. Н. Гальчук // Наукові нотатки: Міжвузівський збірник (за напрямом „Інженерна механіка”). – 1996. – Випуск 3. – С. 31-36.
2. Гальчук Т. Н. Властивості металевого порошку відновленого в атмосфері водню та ендогазу / Т. Н. Гальчук, Ю. Я. Ткачук // Наукові нотатки: Міжвузівський збірник (за напрямом „Інженерна механіка”). – 2000. – Випуск 6. – С. 49-55.
3. Особистий внесок здобувача – дослідження властивостей отриманих порошків, аналіз результатів.
4. Гальчук Т. Н. Технологічні процеси виготовлення деталей антифрикційного призначення методом порошкової металургії / Т. Н. Гальчук // Наукові нотатки: Міжвузівський збірник (за напрямом „Інженерна механіка”). – 2001. – Випуск 9. – С. 64-71.
5. Гальчук Т. Н. Огляд сучасних процесів отримання металевих порошків / Т. Н. Гальчук // Наукові нотатки: Міжвузівський збірник (за напрямом „Інженерна механіка”). – 2002. – Випуск 11. – С. 45-49.
6. Рудь В. Д. Использование отходов подшипникового производства в порошковой металлургии / В. Д. Рудь, Т. Н. Гальчук, О. Ю. Повстяной // Порошковая металлургия. – 2005. – №1/2. – С. 106 – 112.
7. Особистий внесок здобувача – розроблення технології покращення властивостей порошку сталі ШХ15 отриманого із шліфошламів.
8. Рудь В. Д. До експериментального визначення поверхні навантаження металевих порошків / В. Д. Рудь, О. В. Заболотний, Т. Н. Гальчук, О. Ю. Повстяной,
9. Л. М. Клепач // Наукові нотатки: Міжвузівський збірник (за напрямом „Інженерна механіка”). – 2005. – Випуск 17. – С. 304-309.
10. Особистий внесок здобувача – експериментальні дослідження фізико-механічних властивостей порошків сталі ШХ15.
11. Рудь В. Д. Дослідження процесів подрібнення металевих порошків / В. Д. Рудь, Т. Н. Гальчук // Наукові нотатки. Міжвузівський збірник (за напрямом „Інженерна механіка”). – Випуск 25. – Луцьк, 2009. – С. 306-310.
12. Особистий внесок здобувача – теоретико-експериментальні дослідження побудови математичної моделі подрібнення порошку сталі ШХ15 отриманого із шліфошламу.
13. Гальчук Т. Н. Исследование технологических режимов получения порошков из шлифовального шлама на всех этапах его утилизации / Т. Н. Гальчук, Н. И. Усыченко, В. Д. Рудь А. А. Горбатов, В. Н. Сенило // Реологические модели и процессы деформирования пористых и композиционных материалов: семинар, 7-14 сентября 1992 р. : тезисы докладов семинара. – ІХ, 1992. – С. 25-29.
14. Особистий внесок здобувача – експериментальні дослідження по визначенню залежності властивостей порошків сталі ШХ15 від терміну зберігання шліфошламу.
15. Гальчук Т. Н. Технологія отримання деталей антифрикційного призначення / Т. Н. Гальчук // Ресурсо- и энергосберегающие технологии в машиностроении: наук. -тех. конф., 5-7 сент. 1995 г. : тезисы конф. – ІХ, 1995. – С. 109.
16. Гальчук Т. Н. Технологія переробки порошкових відходів / Т. Н. Гальчук // Реологічні моделі та процеси деформування пористих і композиційних матеріалів: міжнар. семінар, 9-12 листопада 1999 р. : матеріали семінару. – ХІ, 1999. – С. 11-12.
17. Гальчук Т. Н. Усовершенствование технологии утилизации шлифовальных шламов / Т. Н. Гальчук, В. Д. Рудь, О. О. Дуда // Современные проблемы машиностроения. Труды ІV Международной научно-технической конференции. – Томск: Издательство ТПУ, 2008.