Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
№ 3 (2018)
Скачать выпуск PDF

Обогащение руд цветных металлов

6-18 119
Аннотация

Приведены результаты изучения вещественного состава 4 проб упорных медьсодержащих руд Узельгинского месторождения и технологические решения для повышения показателей их переработки. Упорность к обогащению связана с тонкой вкрапленностью вплоть до микронной и тесным взаимопрорастанием рудных и породных минералов. Сульфиды железа представлены широким спектром минералов – пирит, марказит и их разновидность мельниковит, мышьяковистый пирит и арсенопирит; сажистый мельниковит обладает повышенной флотоактивностью. Уменьшение содержания сульфидов железа с 89 до 29 % сопровождается повышением доли легкофлотируемых породных минералов до 45 % и глины до 9 %, что относит их к труднообогатимым и сохраняет упорность руды к флотационному обогащению. Содержание сульфидов меди в пробах руды изменяется от 3,32 до 7,29 %; относительная доля сульфида меди в виде теннантита в разных пробах месторождения варьируется от 29 до 93 %; присутствует медь в виде халькопирита и борнита. Наилучшая флотоактивность теннантита наблюдается в нейтральной или слабокислой средах, в отличие от стандартного режима флотации халькопирита и борнита бутиловым ксантогенатом в высокощелочной известковой среде. Свободные зерна медных минералов могут быть селективно выделены в межцикловые медные концентраты при измельчении не более 60 % класса –71 мкм. Для упорной медьсодержащей руды с переменным содержанием теннантита разработана технология флотации в низкощелочной среде с использованием селективного сульфгидрильного собирателя М-ТФ в межцикловых медных флотациях и в цикле доводки медного концентрата; с аэрацией для подавления флотоактивности мельниковита, которая позволяет получать извлечение меди на уровне 80 % в кондиционный медный концентрат. Тонкая вкрапленность борнита, теннантита, халькопирита, сфалерита в пирите делает рациональным получение медно-пиритных, медно-цинково-пиритных продуктов с их выходом до 12 % для пиро-гидрометаллургической переработки, наряду с выделением богатых медных концентратов.

Металлургия редких и благородных металлов

19-35 117
Аннотация

Статья посвящена одной из важных проблем развития производства редких и драгоценных металлов – аналитическому контролю. Рассмотрены состояние, значение, проблемы, перспективы развития аналитического контроля как неотъемлемой составной части производства редких и драгоценных металлов и гаранта качества продукции. Охарактеризованы современные методы аналитического контроля – атомно-спектральные, масс-спектральные, рентгенофлуоресцентные, комбинированные, а также рациональные области их применения. Показано, что научно-технический прогресс неразрывно связан с кардинальным увеличением номенклатуры материалов на основе редких и драгоценных металлов и повышением требований к их качеству. Это потребует создания новых и совершенствования существующих методов аналитического контроля, их стандартизации и метрологического обеспечения. Для выполнения этой работы необходимо привлечь сохранившиеся в стране после распада Советского Союза научно-исследовательские организации в Российской академии наук, вузах, отраслевых институтах, имеющие в своем составе аналитические лаборатории, а также активизировать заводскую науку. Необходимо эффективно использовать достижения передовых аналитических лабораторий за рубежом, участвовать в международных сличительных испытаниях. При этом особое внимание обращено на нерешенные проблемы – научно-обоснованное формулирование требований к новым видам продукции на основе редких и драгоценных металлов; разработку и метрологическую оценку методов пробоотбора; разработку высококачественного метрологического обеспечения аналитического контроля производства редких и драгоценных металлов; совершенствование аналитических методов; стандартизацию методов анализа; аккредитацию аналитических лабораторий; подготовку высококвалифицированных кадров химиков-аналитиков.

Обработка металлов давлением

36-48 165
Аннотация

Исследованы закономерности формирования ультрамелкозернистой (УМЗ) и субмикрокристаллической (СМК) структур в новых безникелевых низкомодульных титановых β-сплавах системы Ti–Nb–Mo–Zr в условиях воздействия пластической деформации. Определены температурно-временные интервалы развития процессов динамической рекристаллизации при одновременном влиянии температуры и пластической деформации. На примере сплава Ti–28Nb–8Mo–12Zr построена и проанализирована диаграмма рекристаллизации второго рода. В изучаемых титановых сплавах с использованием растровой электронной микроскопии и метода дифракции обратно-рассеянных электронов установлена возможность получения УМЗ-структуры с размером зерен не более 7 мкм при высокой доле большеугловых границ зерен. Показано, что формирование УМЗ-структуры приводит к заметному увеличению прочностных и пластических характеристик исследуемых сплавов. Изучены закономерности формирования УМЗи СМК-структур при воздействии пластической деформации в сплаве Ti–28Nb–8Mo–12Zr (метод продольной прокатки) и в промышленном β-сплаве ВТ30 (метод поперечно-винтовой прокатки). Поперечно-винтовая прокатка позволяет получить однородное УМЗ-состояние в сплаве ВТ30, в отличие от разработанного β-сплава Ti–28Nb–8Mo–12Zr, в котором данный метод приводит к разуплотнению структуры в центральной области с образованием микропор и микротрещин. Для этого сплава удается сформировать наноструктурированное состояние со средним размером зерен порядка 100 нм при использовании обработки методом кручения под высоким давлением.

Металловедение и термическая обработка

49-58 96
Аннотация

Изучены структура и магнитные свойства модельных высококобальтовых сплавов WC–50%Co с различным содержанием углерода и добавками TaC в количестве 1,6–5,6 мас.%. Модельные сплавы получены жидкофазным спеканием порошковых смесей при температуре 1420 °С, а их состав описывается формулой (мас.%): 50Сo + 50WC + xTaC + yC, где х = 0; 1,6; 2,6; 3,6; 4,6; 5,6 мас.%, а = 0; 0,2; 0,5 мас.%. Показано, что во всех исследованных сплавах присутствуют выделения фазы (Ta,W)C, причем при концентрации TaC до 3,6 мас.% выделения (Ta,W)C имеют игольчатую форму, а при ³3,6 мас.% TaC форма зерен (Ta,W)C становится сферической. Выделения (Ta,W)C расположены как в связующей фазе, так и по границам зерен WC. Период решетки фазы (Ta,W)C в сплавах с пониженным содержанием углерода лежит в интервале от 0,4438 нм для сплава с 1,6 % TaC до 0,4451 нм для сплава с 4,6 % TaC. Методом микрорентгеноспектрального анализа установлено, что концентрация растворенного вольфрама в кобальтовой фазе сильно зависит от общего содержания углерода в сплаве, не зависит от доли TaC и составляет для сплавов с высоким, повышенным и пониженным содержаниями углерода 7, 12 и 17 мас.% соответственно. В сплавах с пониженным и повышенным содержаниями углерода добавка TaC приводит росту коэрцитивной силы на 875 А/м и снижению магнитного насыщения на 5–10 Гс·м3/г. Проведенные исследования позволили выдвинуть гипотезу о возможности формирования в связующей фазе дисперсных танталсодержащих выделений.

59-67 63
Аннотация

Алюминиевые сплавы Al–Cu–Mn (Zr) обладают высокой прочностью и технологичностью без операций термической обработки (ТО). С целью исследования возможности получения алюминиевого борсодержащего сплава в виде листового проката повышенной прочности без осуществления ТО в работе получали сплавы Al–2%Cu–1,5%Mn–2%B и Al–2%Cu– 1,5%Mn–0,4%Zr–2%B. Для исключения осаждения тугоплавких частиц боридов плавку вели в индукционной печи РЭЛТЕК, обеспечивающей интенсивное перемешивание расплава. Температура плавки составляла 950–1000 °С. Заливку осуществляли в графитовые изложницы 40×120×200 мм. С использованием расчетных методов (Thermo-Calc) установлено, что при температуре плавки марганец образует сложные бориды с алюминием и цирконием, при этом в жидкости остается достаточное количество марганца, а циркония в ней практически нет. Экспериментальными методами (электронная сканирующая микроскопия и микрорентгеноспектральный анализ) доказано формирование сложного борида AlB2Mn2, однако оставшегося в твердом растворе марганца хватает на образование частиц фазы Al20Cu2Mn3 в количестве до 7 мас.%. В сплаве с цирконием бор стимулирует выделение первичных кристаллов Al3Zr, в связи с чем в алюминиевом твердом растворе остается недостаточное количество циркония для упрочнения. Показана возможность получения тонколистового проката толщиной менее 0,3 мм с равномерно распределенными скоплениями боридной фазы с размером частиц менее 10 мкм. Без использования закалки и старения достигнут высокий уровень прочности (до 543 МПа) за счет выделения дисперсоидов фазы Al20Cu2Mn3 во время горячей деформации (= 450 °С).

68-83 74
Аннотация

Представлены экспериментальные данные по взрывному компактированию смесей порошков карбида хрома (Cr3C2) с металлами (Ti, Ni, Cu), даны их теоретические объяснения и на этой основе сформированы научно-обоснованные принципы подбора состава и разработки технологии получения взрывом износостойких антифрикционных карбидохромовых твердых сплавов и покрытий. Прессование порошковых смесей взрывом осуществляли по схеме с использованием плоской, нормально падающей детонационной волны в широком диапазоне параметров нагружения (температуру разогрева порошка в ударных волнах изменяли в опытах от 200 до 1000 °С, а максимальное давление ударно-волнового сжатия – от 4 до 16 ГПа). Для анализа фазовых превращений проводили численное термодинамическое моделирование равновесия фаз с применением программного комплекса «Thermo-Calc». Микроструктуру, химический и фазовый составы исследовали с помощью оптического («Axiovert 40МАТ», Carl Zeiss, Германия), растровых («Versa 3D» и «Quanta 3D FEG» – компания FEI, США), просвечивающих (BS 540 (Tesla, Чехия), «Titan 80-300» и «Tecnai G2 20F» (FEI, США)) электронных микроскопов и атомно-силового микроскопа «Solver Pro» (ООО «НТ-МДТ», г. Зеленоград). Температурную устойчивость и стойкость к окислению при повышенных температурах полученных взрывом материалов изучали посредством термогравиметрического анализа на приборе «STA 449 F3 Jupiter» (NETZSCH, Германия) в среде синтетического воздуха при нагреве до1500 °C. Триботехнические испытания проводили на машине трения МИ-1M (МЭЗИМиВ, г. Москва) по схеме «штифт–кольцо» с врезанием в среде дистиллированной воды. Описаны механизмы уплотнения и формирования прочных границ между частицами порошковых материалов при взрывном прессовании. Показано, что твердые сплавы карбида хрома с титановой связкой, полученные взрывом, сохраняют неизменным свой фазовый состав и не окисляются до температуры 600 °С, а также имеют значительно лучшие антифрикционные свойства и износостойкость, чем применяющиеся до настоящего времени в парах трения, смазываемых водой, материалы СГП-0,5 и КХН-20.

84-94 166
Аннотация

ОАО «Композит» ведет свою историю от Центрального научно-исследовательского института материаловедения (ЦНИИМВ) и до сегодняшнего дня успешно выполняет функции головного материаловедческого института в ракетно-космической отрасли. На предприятии используются и совершенствуются самые передовые технологии, создаются различные новые металлические, неметаллические, композиционные и керамические материалы. В представленном обзоре показано развитие порошкового направления от металлургии гранул к аддитивным технологиям, в том числе с участием выпускников МИСиС. Рассмотрен опыт ОАО «Композит» в области изготовления деталей методом селективного электронно-лучевого сплавления (СЭЛС) порошков титанового сплава ВТ6С собственного производства. Исходные порошки получены методом плазменного центробежного распыления прутковой заготовки. Показано, что порошки характеризуются идеальной сферической формой, низким уровнем дефектности, высокими технологическими свойствами и полностью соответствуют требованиям процесса. Изучены микроструктура и свойства образцов и деталей, полученных методом СЭЛС.



ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)