Минеральное сырье для локального лазерного легирования

Минеральное сырье для локального лазерного легирования

Потребности техники в новых материалах диктуют необходимость новых подходов к их получению с учетом социально-экономических и экологических проблем глобального характера. Особенности развития народного хозяйства Дальнего Востока таковы, что этот регион богатый от минеральными ресурсами, но не обладает необходимой базой для переработки минеральных концентратов и отправляет их на переработку в западные регионы страны и за рубеж. Большое значение имеет комплексная переработка бедных руд с извлечением всех компонентов и создание предприятий  замкнутого цикла. При получении сплавов распространение получают так называемые природно-легированные металлы и сплавы, состав которых определяется соотношением компонентов в минералах. Следовательно, практическое материаловедение имеет свои особенности развития в различных регионах страны.

Актуальной является проблема комплексной переработки руд непосредственно в регионе с целью вывоза не минерального сырья, а перспективных материалов и высоких технологий. Таким образом, сформировалось одно из основных научных направлений, разработка принципов создания технологий получения новых материалов непосредственно из минерального сырья Дальневосточного региона

Создание материаловедческого центра в Дальневосточном регионе. В Дальневосточном регионе развитие науки о материалах шло другим путем. До 1980г. проводились работы по исследованию взаимосвязи состава, структуры и свойств некоторых материалов и покрытий (преимущественно сплавов на основе железа) в Институте химии и Институте  автоматики и процессов управления ДВНЦ АН СССР, Дальневосточном государственном университете и Дальневосточном политехническом институте, Хабаровском институте инженеров железнодорожного транспорта, Комсомольском-на-Амуре политехническом институте, ряде лабораторий отраслевых институтов.

Благоприятные условия для проведения этих исследованной наступили в 1988 г. На базе Отдела был создан Институт машиноведения и металлургии (ИМиМ) в Комсомольске-на-Амуре с лабораториями, которые занимались созданием режущего инструмента на основе минерального сырья, использованием его для диффузионного упрочнения и литейного производства. Исследования проводились совместно с местным политехническим институтом.

Шеелитовые и датолитовые концентрат

Одно из эффективных способов использования минерального сырья вольфрама и бора – углетермическое восстановление их минералов с получением порошковых композиционных материалов различного назначения.

В данной работе для изучения процессов карбидизации, проходящих в многокомпонентных системах, которыми являются минеральные ассоциации и продукты их термического разложения, были использованы вольфрамовые (шеелитовые) концентрат Лермонтовского месторождения и борный (датолитовый) концентрат Дальнегорского месторождения. Их химические составы приведены в табл. 1. При углетермического восстановлении датолитового концентрат (ДТ) зафиксировано  образование следующих соединений бора и кремния:  α-SiC, β-SiC, B4C и CaB6. Продуктами восстановления шеелитового концентрата (ШК) являются карбид вольфрама WC. Образуются также SiC и смешанные карбиды вольфрама и железа.

Химический состав датолитового и шеелитового концентратов (мас.%)

          Таблица 1

Представляет интерес исследовать углетермическое восстановление в многокомпонентной системе: ШК + ДК + С (сажа). Ниже приведены возможные реакции, протекающие в этой системе: