В Пензенском государственном университете разработали способ электродугового диспергирования тугоплавкого материала. Таким способом до ученых ПГУ никто в России не перерабатывал вторсырье, а именно осевой твердосплавный инструмент, широко использующийся при металлообработке — это сверла, фрезы, другие стержневые инструменты. Разработка поможет получать из переработанного вторсырья качественные изделия. А внедрение на предприятия промышленной установки сэкономит затраты на переработку металлорежущих инструментов. Об этом сообщило Министерство науки и высшего образования РФ.
В настоящее время для переработки этой категории вторсырья используют различные технологии: размол, электрохимические методы, разложение цинкованием и так далее. Это позволяет переработать вторсырье в порошковый материал. Из этого порошка затем изготавливают необходимые изделия.
Стоит отметить, все эти технологии имеют ряд недостатков: дороговизна и нанесение значительного вреда окружающей среде. Кроме того, в большинстве случаев порошок получается оскольчатой формы.
«Такой порошок потом затруднительно использовать для получения качественных изделий для металлообрабатывающей промышленности. Пластины для резания металлов, сверла, фрезы не отвечают ожидаемым характеристикам по однородности и стабильности свойств», — поделился один из разработчиков способа Александр Зверовщиков, д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Технологии и оборудование машиностроения» ПГУ.
Научный коллектив ПГУ: д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Технологии и оборудование машиностроения» Александр Зверовщиков, канд. техн. наук, доцент кафедры «Технология и оборудование машиностроения» Сергей Нестеров, предлагают перерабатывать такое вторсырье способом электродугового диспергирования тугоплавкого материала.
Способ основан на том, что отработанный стержневой инструмент (фрезы, сверла) выступают в качестве электрода.
«Мы зажигаем дугу между электродом, то есть между отработанным стержневым инструментом, и вторым электродом, в качестве которого выступает графит. Температура плазменного канала дуги достигает 10 тысяч градусов. В этом канале материал утилизируемого инструмента начинает разрушаться», — рассказал Александр Зверовщиков.
Инструментальный материал превращается в расплав, который разбрызгивается центробежными силами. Порошок получается со сферической формой частиц.
«Сферические частицы с размерами 1–2 микрометра пригодны для повторного использования в качестве сырья для изготовления металлорежущего инструмента. Инструмент будет прочным и долговечным. Намного лучше, чем изготовленный из размольного порошка оскольчатой формы», — добавил Александр Зверовщиков.
В настоящее время ученые разрабатывают и проектируют промышленный стенд, где будет реализован этот способ. Им удалось провести несколько экспериментальных проб утилизации металлорежущего инструмента.
Отметим, патент, полученный на способ электродугового диспергирования тугоплавкого материала, — одна из серий разработок ученых Пензенского госуниверситета. В основу положен метод центробежно-дугового диспергирования тугоплавких материалов. Основоположник метода — Пензенский государственный университет.
Разработкой заинтересовано ведущее российское предприятие по производству твердосплавного инструмента ООО «Вириал». Кроме того, ведутся переговоры о вступлении ПГУ в межгосударственный проект между Россией и Республикой Беларусь.
«Такое взаимодействие поможет нам создать промышленную установку и наладить массовое производство такого металлического порошка. Его цена при больших объемах производства будет намного меньше. А самое главное — изделия будут прочными и долговечными. В России вторсырье осевого твердосплавного инструмента никто не перерабатывает таким способом», — поделился Александр Зверовщиков.
Научный коллектив подал заявку на развитие и исследование метода в РНФ. Исследования продолжаются.