Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных операций в твердосплавном производстве, в значительной мере определяющей свойства готового изделия, является приготовление смесей порошков карбидов с цементирующим металлом путем совместного размола компонентов, например, Со и WC в течение длительного времени в шаровых мельницах в среде этилового спирта. Огромные, постоянно возрастающие материально-технические и энергетические затраты на размол, показывают актуальность исследований в области разработки технологических решений с использованием физико-химического воздействия активных сред на облегчение и интенсификацию процессов диспергирования, что предопределяет большие экономические эффекты.
Цель работы. Диссертация посвящена изучению влияния катодной поляризации и водных растворов поверхностно-активных веществ на процесс размола, реологию, технологические свойства твердосплавных смесей и служебные свойства спеченных твердых сплавов.
Научная новизна работы состоит в том, что:
впервые изучено влияние параметров электролиза на кинетику процесса осаждения Со на высокодисперсные порошки WC, морфологию осажденного металла, рост и распределение плакирующего покрытия в объеме смеси и в пределах одного зерна, а также на физические, химические, структурно-реологические и технологические свойства смесей, прессовок и спеченных изделий;
изучено влияние добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ) на кинетику процессов измельчения порошков WC и Со при их совместном размоле в воде. Установлено, что при комплексном введении в воду малых добавок смачивателей и ингибиторов коррозии получаемые смеси, сформованные с использованием водорастворимых пластификаторов - плюроников, и спеченные из них изделия по своим физико-механическим свойствам не уступают стандартным изделиям, а по эксплуатационным характеристикам превосходят их;
- разработаны основы новой технологии металлических порошков и порошковых смесей, позволяющей путем совмещения процессов электрохимического осаждения порошков и их размола значительно сократить длительность процесса приготовления смесей, устранить пожаро-взрывоопасность производства, уменьшить износ размольного оборудования.
Практическая значимость работы. Разработанная установка для электролитического плакирования порошков применяется в соответствии с формулой изобретения по а.с.№1125103 для металлизации порошковых материалов, используемых в производстве ТВЭЛов.
Разработанный способ получения спеченного твердого сплава по а.с.№1598322 и пластификатор для формования изделий из порошка по а.с.№1515523, экспериментально проверенные на промышленном оборудовании завода "ПОБЕДИТ", позволили увеличить эксплуатационные характеристики твердого сплава более чем в 1,5 раза.
Технологические решения по а.с.№ 1343660 могут быть использованы для организации производства порошков различной дисперсности практически всех гальванически осаждаемых чистых металлов или сплавов, композиционных порошков и порошковых смесей, в том числе, с карбидами, нитридами, минеральными и сверхтвердыми материалами по новой, экологически чистой технологии с расчетным экономическим эффектом 2,8 млн.руб (в ценах до 1991 г).
Апробация работы. Основные результаты докладывались:
на семинарах Института прикладной механики РАН (ИПриМ РАН), Института физической химии РАН (ИФХ РАН), Всероссийского научно-исследовательского и проектного института тугоплавких металлов и твердых сплавов (ВНИИТС);
.на конференциях-конкурсах научных работ ВНИИТС ( 3-е место 1980 г., 2-е место 1982 г.), ИФХ РАН (1-е место 1985 г.);
на VI Всесоюзной конференции по электрохимии (Москва, 1982);
на VIII Республиканской конференции "Получение, исследование свойств и применение сверхтвердых и тугоплавких материалов" (Киев, 1982);
на II Всесоюзном семинаре "Дисперсные кристаллические порошки в материаловедении" (Новосибирск, 1983);
на Совещании по физико-химическим проблемам кристаллизации (Звенигород, 1984);
на IV Всесоюзном семинаре "Дисперсные кристаллические порошки в материаловедении" (Канев, 1986);
на 37-м совещании Международного электрохимического общества (Вильнюс, 1986);
на Международной конференции по коллоидной химии и физико-химической механике (Москва, 1998);
на конференции "Институт физической химии на рубеже веков". (Москва, 2000).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения с основными выводами и списка литературы. Объем диссертации составляет 190 страниц, включает 76 рисунков, 26 таблиц, список литературы из 174 наименований.