Сравнительный анализ химического состава металлоотходов из быстрорежущей стали и электроэрозионного порошка

Цель. Настоящая работа посвящена сравнительному исследованию химического состава двух материалов: металлоотходов, полученных из свёрл, и электроэрозионного порошка, синтезированного путём электроэрозионного диспергирования этих отходов.

Методы. В ходе экспериментального исследования для анализа химического состава применялись металлоотходы от свёрл неопределённой марки. Элементный состав и массовые доли компонентов в сплаве определяли с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра Niton Goldd (США). Методика анализа заключалась в следующем: на образец направляли рентгеновское излучение, регистрировали спектр отражённой волны, анализировали характеристики вторичного флуоресцентного излучения. 

При взаимодействии рентгеновского излучения с веществом возникали электромагнитные волны, генерирующие вторичное рентгеновское излучение. Это излучение формирует характеристические линии, уникальные для атомов каждого элемента. По наличию этих линий устанавливали элементный состав образца, а по их интенсивности — количественное содержание соответствующих элементов.

Результаты. Использование портативного спектрометра Niton Goldd позволило установить, что металлоотходы из свёрл принадлежат к сплаву марки Р6М5К5. Полученные результаты дали возможность однозначно идентифицировать исследуемые отходы, предназначенные для переработки методом электроэрозионного диспергирования в сферические порошки. Такие порошки могут быть использованы в аддитивном производстве.

Сравнительный анализ массовых долей химических элементов в и полученном электроэрозионном порошке выявил небольшие изменения: увеличение содержания железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni) и олова (Sn), а также произошло снижение концентрации вольфрама (W), молибдена (Mo), хрома (Cr) и ванадия (V).

Заключение. Переработка металлоотходов, включая отходы из быстрорежущих сталей, имеет важное значение для: рационального использования ресурсов, снижения зависимости от импорта, укрепления технологического суверенитета Российской Федерации

1. Агеев, Е. В. Оценка возможности применения электроэрозионных кобальтохромовых порошков для получения изделий методом аддитивного производства / Е. В. Агеев, Е. В. Агеева, А. Ю. Алтухов // Металлург. – 2021. – № 12. – С. 61-64. – DOI 10.52351/00260827_2021_12_61. – EDN WLWUBF.

2. Кутепов, С. Н. Современные стали для быстрорежущей обработки металлических сплавов / С. Н. Кутепов, А. А. Калинин, А. Е. Гвоздев // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2018. – № 10. – С. 597-607. – EDN YRBJHN.

3. Агеев, Е. В. Исследование свойств спеченных заготовок из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали / Е. В. Агеев, В. Ю. Карпенко // Современные материалы, техника и технологии. – 2016. – № 4(7). – С. 10-16. – EDN WXIYTD

4. Ровин, С. Л. Перспективы применения ротационных печей. Рециклинг металлотходов / С. Л. Ровин // Металлургия машиностроения. – 2018. – № 2. – С. 2-8. – EDN YQNKEF.

5. Тихоновска, И. Д. Прогнозирование цен на лом черных металлов как ключевого фактора системы ресурсообеспечения металлургического предприятия / И. Д. Тихоновска // Вестник УрФУ. Серия: Экономика и управление. – 2016. – Т. 15, № 1. – С. 97-116. – DOI 10.15826/vestnik.2016.15.1.006. – EDN VTIKNN.

6. Орехова, С. В. Оценка устойчивости экономического роста металлургического комплекса / С. В. Орехова // Вестник НГУЭУ. – 2017. – № 2. – С. 204-220. – EDN ZAOWZX.

7. Муратов, Н. В. Приоритетные направления обеспечения продовольственной безопасности в условиях негативного внешнеэкономического воздействия / Н. В. Муратов // Научное обозрение. Серия 1: Экономика и право. – 2015. – № 6. – С. 42-45. – EDN VVCJFL.

8. Дворник, М. И. Изменение состава порошков твердого сплава при электроэрозионном диспергировании в насыпном слое / М. И. Дворник, Е. А. Михайленко // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2019. – Т. 15, № 10(178). – С. 478-480. – EDN PRKSML.

9. Булычев, Н. А. Получение наноразмерных материалов в плазменных разрядах и ультразвуковой кавитации / Н. А. Булычев // Теплофизика высоких температур. – 2021. – Т. 59, № 4. – С. 600-633. – DOI 10.31857/S0040364421040074. – EDN YLBIYT.

10. Режущий инструмент из спеченных легированных порошковых сплавов / М. Ш. Мигранов, А. М. Мигранов, А. С. Гусев, А. Ф. Садыков // Materials. Technologies. Design. – 2020. – Т. 2, № 1(2). – С. 29-38. – EDN EMJABN.

11. Агеева, Е. В. Рентгенофлуоресцентный анализ элементного состава металлоотходов вольфрама, никеля и меди / Е. В. Агеева, О. Г. Локтионова, Д. А. Улитин // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2023. – Т. 13, № 4. – С. 20-31. – DOI 10.21869/2223-1528-2023-13-4-20-31. – EDN TADUVD.

12. Рентгенофлуоресцентный анализ твёрдотельных плёнок и покрытий / Ю. А. Игнатова, А. Н. Еритенко, А. Г. Ревенко, А. Л. Цветянский // Аналитика и контроль. – 2011. – Т. 15, № 2. – С. 126-140. – EDN NUCXSN.

13. Булавинов, Е. К. Исследование элементного состава наплавленного покрытия лопатки разбрасывателя удобрений / Е. К. Булавинов // Современные материалы, техника и технологии. – 2024. – № 5(56). – С. 28-32. – EDN JGZTTP.

14. Кругляков, О. В. Сравнительный анализ химического состава медьсодержащих металлоотходов и электроэрозионного порошка / О. В. Кругляков, М. Ю. Степанов, А. Е. Агеева // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2024. – № 7(290). – С. 11-16. – DOI 10.35211/1990-5297-2024-7-290-11-16. – EDN KASYPG.

15. Исследование элементного состава компонентов резцов дорожной фрезы методом рентгенофлуоресцентного анализа / Л. П. Кузнецова, К. Ю. Кузнецов, В. И. Колмыков, Б. А. Семенихин // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2023. – Т. 13, № 3. – С. 44-60. – DOI 10.21869/2223-1528-2023-13-3-44-60. – EDN OJOHIU.

16. Исследование элементного состава титановых металлоотходов методом рентгенофлуоресцентного анализа / Е. В. Агеев, Е. П. Новиков, В. О. Переверзев, А. Е. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2024. – Т. 14, № 1. – С. 8-18. – DOI 10.21869/2223-1528-2024-14-1-8-18. – EDN ASGQES.

17. Рентгенофлуоресцентный анализ сульфат-иона в водных растворах по методу высушенной капли с использованием портативного спектрометра / Т. Н. Лубкова, О. А. Липатникова, О. Р. Филатова, И. В. Балыкова // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. – 2022. – № 2. – С. 59-67. – EDN SNZAGE.

18. Гареев, И. С. Прогнозирование зоны разрушения сварного соединения пластин из титанового сплава ОТ4 / И. С. Гареев, С. А. Собко, М. С. Писарев // Сварочное производство. – 2021. – № 3. – С. 37-42. – DOI 10.34641/SP.2021.1036.3.011. – EDN KGTYNT.

19. Морозов, В. В. Влияние режима лазерной обработки на упругость титанового сплава ОТ4 / В. В. Морозов, В. Г. Гусев, А. В. Морозов // Электрометаллургия. – 2022. – № 9. – С. 2-8. – DOI 10.31044/1684-5781-2022-0-9-2-8. – EDN TRRGSI.

20. Возможности комбинированного упрочнения металлических материалов волновым деформационным воздействием и последующей термической обработкой / А. В. Киричек, Д. Л. Соловьев, А. В. Яшин [и др.] // Транспортное машиностроение. – 2022. – № 11(11). – С. 18-23. – DOI 10.30987/2782-5957-2022-11-18-23. – EDN VYDNVX.