Исследована возможность повышения качества медно-цинковой руды перед обогащением при применении грохотов для тонкого гидравлического грохочения в замкнутых циклах измельчения. Приведены результаты изучения продуктов разделения медно-цинковой руды в гидроциклоне RWS 75 и грохоте Kroosh ULS 1,5×0,6. Установлено, что применение грохотов (по сравнению с гидроциклонами) для тонкого гидравлического грохочения в замкнутых циклах измельчения мед- но-цинковых руд позволит: снизить циркулирующую нагрузку в замкнутых циклах измельчения и циркуляцию тонких классов крупности с надрешетным продуктом; сократить потенциальное переизмельчение рудных минералов; повысить «качество» обогащаемого сырья путем увеличения массовой доли классов крупности, оптимальных для последующего флотационного обогащения, а также за счет уменьшения содержания крупных классов крупности в конечном продукте цикла и снижения перехода меди в тонкие классы крупности. 

С помощью программы «Outotec’s Chemical Reaction and Equilibrium Software HSC Chemistry» выполнены балансовые расчеты многокомпонентных составов равновесия в гетерофазной системе газ–жидкость–твердое при окислительной плавке обезмеженного медеэлектролитного шлама, в процессе которой в газовую фазу переходят диоксиды серы, селена и теллура, а в составе силикатного шлака концентрируются соединения свинца, меди, сурьмы, железа и алюминия. В ходе работы установлено следующее. При оптимальных условиях окислительной плавки шихты (100 кг) электролитного шлама (О2 » » 0,9 кг, SiO2 ³ 6 %, СаО » 3 %, t = 1200 °С) свинец, сурьма и мышьяк практически полностью переходят в силикатный шлак, а медь и серебро (свыше 91 %) – в штейн. Селен распределяется между газовой фазой (49,8 %), штейном (24,1 %) и металлической фазой (26,1 %), а теллур – между возгонами (14,4 %), силикатным шлаком (8,4 %) и штейном (77,2 %). 

Приведены результаты исследований термодинамических основ и кинетики процессов термической диссоциации доломитов уральских месторождений. Образцы доломита отличаются долей и крупностью включений кальцита, что определяет отличия в кинетике их диссоциации. Установлено, что диссоциация доломитов протекает по двухстадийной модели, лимитируемой на первой стадии реакцией на трехмерной поверхности, а на второй – кинетическим уравнением, имеющим порядок, близкий к 0,3 и 0,6. 

Оловянистые бронзы нашли широкое применение в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях трения. Так, в бронзе БрО10С2Н3 при производстве деталей ответственного назначения регламентируется распределение эвтектоидной составляющей. В работе исследовано влияние условий литья и затвердевания слитков на распределение и количество эвтектоида в структуре сплава. При этом было опробовано несколько видов литья бронзы в форму: как с водяным охлаждением, так и без него; с применением ультразвуковых волн и без них. В результате разработан способ литья оловянистой бронзы БрО10С2Н3 в комбинированную литейную форму, находящуюся в поле ультразвуковых волн. Сама форма представляет собой стальную изложницу, помещенную в графитовый наполнитель, с теплоизоляционной вставкой в верхней части формы. Полученные результаты показали, что применение новой технологии позволяет получать слитки в полном соответствии с требованиями нормативной документации и с высоким выходом годного – более 70 %. 

Выполнено компьютерное моделирование основных силовых факторов при обработке алюминиевых расплавов импульсными магнитными полями по радиальной и осевой схемам воздействия. Установлено, что при радиальной схеме ударная волна, возникающая в расплаве после единичного импульса, прорабатывает весь его объем в течение 40 мкс, а по осевой – в течение 416 мкс. Экспериментальные исследования на промышленных силуминах АК6М2 и АК10М2Н подтвердили наличие устойчивого модифицирующего эффекта при магнитно-импульсной обработке (МИО): уменьшаются размеры дендритов α-Al и кристаллов эвтектического кремния, повышаются плотность и электропроводность, а также прочность и пластичность сплавов в литом состоянии. На основании экспериментальных исследований сделан вывод о наибольшей технологичности МИО при осевой схеме воздействия. 

Кремнистая латунь марки ЛЦ16К4 нашла широкое применение в художественном литье за счет высоких технологических свойств, красивого золотого цвета и возможности нанесения различных декоративных покрытий. В работе проведено исследование возможности увеличения ее жидкотекучести путем варьирования химического состава в рамках ГОСТ 17711-93. Для измерения жидкотекучести был использован метод вакуумного всасывания, который выявил изменения этого показателя при добавлении от 0,1 мас.% легирующего элемента (Zn, Si, Al), а также показал высокую сходимость результатов. Экспериментальные данные подвергались регрессионному анализу. Была получена количественная оценка степени влияния цинка и кремния на жидкотекучесть кремнистой латуни, построена адекватная математическая модель и поверхность отклика функции жидкотекучести. Определена оптимальная температура перегрева, обеспечивающая максимальное значение жидкотекучести сплава при минимальном угаре цинка. Результаты данной работы могут быть применимы при получении художественного и промышленного литья из кремнистой латуни ЛЦ16К4, а также в других областях металлургии и литейного производства. 

Исследован процесс прессования предварительно нагретых заготовок из алюминиевых сплавов на гидравлических прессах технологического комплекса «нагрев – обработка давлением». Стадия нагрева реализуется в многосекционном индукторе, обеспечивающем заданный перепад температуры по длине заготовки. Для создания наиболее благоприятных условий изотермического прессования сформулирована и решена специальная задача параметрической оптимизации процесса прессования на максимум точности приближения температуры в фильере матрицы к ее максимально допустимой согласно технологическим требованиям величине. В качестве управляющего воздействия на стадии прессования рассматривается температурное состояние заготовки после ее загрузки в контейнер пресса. Для решения задачи приме- няется специальный альтернансный метод оптимизации систем с распределенными параметрами, который реализуется на базе разработанных математических моделей температурных полей заготовки на стадиях нагрева и прессования. 

На основе методики И.Л. Перлина, основанной на балансе активных и реактивных сил, предложено уравнение для расчета усилия прессования бурильных труб со спиральным оребрением. Поперечное сечение спиральной трубы представлено в виде гладкой трубы с винтовым расположением волокон металла и внешних спиральных ребер. В формулу добавлена составляющая, учитывающая энергию, затрачиваемую на винтовое движение металла. Показано, что усилие прессования, полученное по модернизированной формуле, на 28 % больше, чем для равновеликой по площади гладкой трубы. Выявлено, что увеличение угла подъема спирали ребер приводит к росту усилия по сравнению с таковым для продольно-оребренных труб. 

Статья поступила в редакцию 28.07.14 г., доработана и подписана в печать 20.08.15 г. Исследована микроструктура поликристаллических сплавов титана с хромом (2, 4 и 5,5 мас.%), кобальтом (2 и 4 мас.%) и медью (2 и 3 мас.%). Проведены серии длительных изотермических отжигов этих материалов в интервале температур от 600 до 850 °С (в вакууме). Температуры отжигов лежали в двухфазных областях α(Ti,Me) + β(Ti,Me) фазовых диаграмм Ti–Cr, Ti–Co и Ti–Cu. Построены температурные зависимости доли границ зерен β(Ti,Me)/β(Ti,Me), полностью «смоченных» прослойками второй твердой фазы α(Ti,Me), и среднего контактного угла. Результаты микроструктурных исследований показали, что тип и концентрация второго компонента в сплаве сильно влияют на образование равновесных зернограничных прослоек. Впервые обнаружена немонотонная температурная зависимость доли границ зерен, полностью смоченных прослойками второй твердой фазы, в отсутствие фазовых превращений ферромагнетик–парамагнетик в объеме. 

Осуществлена обработка силумина эвтектического состава высокоинтенсивным импульсным электронным пучком и выявлено кратное увеличение усталостной долговечности материала. Методами сканирующей электронной микроскопии проведены исследования структуры модифицированного слоя и поверхности разрушения силумина, подвергнутого усталостным многоцикловым испытаниям до разрушения. Установлены и проанализированы факторы, ответственные за увеличение его усталостной долговечности.