Процессы и технологии получения порошковых материалов

Для обеспечения безопасной работы в производствах порошковой металлургии применяются меры по охране труда и технике безопасности, существующие в металлургическом и химическом производстве, в гальванических и механических цехах, а также правила, специально разработанные для технологических процессов порошковой металлургии.

Последние предусматривают защиту работающих от токсического, теплового, взрывного, шумового и вибрационного воздействий.

Производство изделий методами порошковой металлургии по степени вредности и безопасности можно отнести к категории «В».

Наибольшую опасность для работающих представляет запыленность помещений порошковой пылью и продуктами разложения, образующимися при спекании. Металлы в порошковой форме в виде тонкой пыли загрязняют атмосферу и образуют устойчивые аэрозоли, которые, попадая в организм человека вместе с воздухом могут вызывать отравления, необратимые процессы, а также приводить к болезненному состоянию органов дыхания, пищеварения, зрения. Xарактер заболевания человека от металлической пыли зависит от свойств пылевидных металлов, их соединений, от количества пыли в атмосфере, длительности ее воздействия [17].

Загрязнения отмечаются при просеве и смешивании порошков, дозировании шихты, транспортировке порошковых материалов, прессовании. Пыль, загрязняющая атмосферу, имеет размер частиц менее 4 мкм. Содержание пыли на рабочих местах определяется соответствующей операцией производства порошков или изделий (табл. 11).

 

Таблица 11. Содержание пыли на рабочих местах [17].

Операции	Содержание пали мг/м3
Просев порошка железа	10,2
Просев порошка графита	15,8
Загрузка вибросита	166,6
Прессование железографитовых изделий:      на полуавтоматических прессах      на гидравлических прессах	0,32 2,7
Ручная дозировка железографитовой смеси	19,5
Загрузка бункера пресса	58,9

Порошки и пыль чистого железного порошка малотоксичны. Однако при систематическом их вдыхании они могут быть причиной пневмокониотических изменений и способствовать развитию хронических бронхитов. Соединения железа обладают значительной токсичностью.

Графитовая пыль в первую очередь вредна для органов дыхания. При длительном вдыхании графитовой пыли может вызывать графитоз, или графитовый пневмокониоз,- карбокониоз. Первые симптомы заболевания появляются при стаже работы не менее 10 лет. В клинической картине графитоза основное место занимают признаки хронического бронхита, эмфиземы легких и атрофические процессы слизистой оболочки.

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.007 по степени воздействия на организм человека медный порошок относят ко 2-му классу опасности.

Предельно допустимая концентрация меди в воздухе рабочей зоны -1/0,5 мг/м3 по ГОСТ 12.1.005 и гигиеническим нормативам.

Пыль медного порошка, поступая в организм контактирующих с ним людей через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт, может вызывать нарушение функций нервной, пищеварительной, кроветворной и сердечно-сосудистой систем, кожные заболевания [18].

Персонал, занятый в производстве медного порошка и выполнении анализов, должен быть не моложе 18 лет, проходить медицинские осмотры в соответствии с порядком и сроками проведения предварительных (при поступлении на работу) и периодических осмотров в соответствии с требованиями национальных органов здравоохранения.

Степень опасности порошков и промышленных пылей для здоровья человека определяется многими факторами: химическим составом, размером частиц, концентрацией, длительностью воздействия, путями проникновения в организм человека [13].

Важно создать микроклимат в производственных помещениях, который в значительной степени зависит от эффективности термоизоляции наружных поверхностей печей, устройств загрузочных и разгрузочных агрегатов, а также степени охлаждения изделий после спекания и вытяжки выходящих газов из печей.

Для борьбы с загрязнением воздуха производственных помещений металлической пылью необходимо в цехах порошковой металлургии устанавливать мощную вытяжную вентиляцию, особо вредные операции переводить в менее вредные (например, сухое смешивание заменять мокрым и т. д.); предусматривать максимальную герметизацию всех установок.

Для предупреждения отравления на особо вредных операциях рекомендуется применять индивидуальные средства защиты (маски, противогазы, специальное обмундирование) [17].

 

5.2. Пожаро- и взрывоопасность порошков

 

Пожаро- и взрывоопасность процессов порошковой металлургии обусловлена применением тонкодисперсных порошков, а также легковоспламеняющихся и хорошо горящих основных и вспомогательных материалов (водород, диссоциированный аммиак, конвертированный природный газ).

Пирофорность порошков и их взрываемость зависят от природы порошка, его дисперсности, формы частиц и др.

Взрывная активность смеси порошков повышается при возрастании содержания наиболее активной примеси, снижении степени окисленности, уменьшении размера частиц, повышении их удельной поверхности. Большинство порошков взрывоопасны при размере частиц меньше 200 мкм и концентрации от десяти до десятков тысяч граммов на кубический метр.

Пирофорность порошков зависит от их дисперсности и химического состава.

Воспламенение пыли, состоящей из различных взрывоопасных материалов, включая металлы, может привести к взрыву.

Взрыв происходит при строго определенной концентрации огнеопасных материалов, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе. Для предотвращения пирофорности и взрываемости порошков применяют их пассивацию.

Для гашения пожара, возникшего в помещениях, которые заполнены металлической пылью и порошками, необходимо использовать сухой песок, тальк, оксид алюминия, фтористый кальций; применение воды и углекислого газа не допускается.

Газоприготовительное отделение необходимо выносить за пределы основных участков. Продувка печей взрывоопасными газами (водородом, диссоциированным аммиаком и т. п.) должна производиться в холодном состоянии печи до полного удаления из нее воздуха [17].

Наличие специфических факторов опасного воздействия на организм человека требует проведения в производстве мероприятий санитарно-технического и технологического порядка, предупреждающих выделение пыли, газов и испарений и доведение их концентрации до допустимых норм. К этим мероприятиям относятся: использование менее токсичных материалов, герметичной аппаратуры, эффективных пылеуловителей, замена сухих способов производства мокрыми, применение средств индивидуальной защиты работающих (масок, респираторов, перчаток, одежды).

Наиболее радикальным решением проблемы обеспечения безопасности труда является автоматизация операций, представляющих опасность для здоровья рабочего [13].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В ходе курсового проекта была рассмотрена возможность производства детали «пята» с применением методов порошковой металлургии. Исходя из конструкции и условий работы детали, указанных в техническом задании, был выбран порошковый материал, из которого будет изготавливаться деталь, и рассмотрены компоненты, из которых он будет приготавливаться. После выбора материла, была составлена технологическая схема производства детали. В технологической схеме производства были отражены все основные технологические операции необходимые для производства детали, а также параметры указанных операций. Для каждой операции указанной в технологической схеме дано описание и обоснование параметров и процессов, использующихся и протекающих в ходе ее исполнения.

Во второй части курсового проекта для каждой операции было подобрано оборудование, в соответствии с поставленной задачей и параметрами процесса.

Выбор материала, составление технологической схемы и подбор оборудования осуществлялись таким образом, что бы максимально увеличить автоматизацию процесса, снизить количество операций, максимально повысить безотходность производства, снизить влияние опасных факторов для персонала и окружающей среды.

Помимо теоретической и технической стороны производства детали так же были рассмотрены вопросы охраны труда и окружающей среды. Были определены опасные факторы для каждой операции и рассмотрены меры защиты от них работников.

Рассмотрев в ходе курсового проекта особенности порошковых материалов, процессов и их параметров, а также оборудование, которое может быть использовано на производстве можно с уверенностью сказать, что для производства детали «пята» возможно, эффективно использовать методы порошковой металлургии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1.  Порошковая металлургия: http://www.bibliotekar.ru/enc-Tehnika-2/84.htm;

2. ГОСТ 28378 – 89 Материалы  конструкционные порошковые на  основе железа. Марки;

3. Конструкционные порошковые  материалы: http://uas.su/books/newmaterial/112/razdel112.php;

4. Металлические порошки  и порошковые материалы: Справочник/ Б.Н.Бабич, Е.В.Вершинина, В.А.Глебов и др.; под ред. Ю.В.Левинского. – М.: ЭКОМЕТ, 2005 – 520с.;

5. ГОСТ 9849 – 86 Порошок железный;

6. Материалы и технология  порошковой металлургии: Учебно-методическое  пособие/ О.В.Хренов, Л.Н.Афанасьев, А.В.Лешок; Минск, 2010;

7. Влияние размеров частиц  порошка: http://chem21.info/info/1677851;

8. Машиностроительные материалы: Учебное пособие/ В.Я.Огневой; Изд-во АлтГТУ, 2002 – 343 с.;

9. Порошки, материалы, процессы: Справочник по порошковой металлургии/ Роман О.В., Габриелов И.П.; Беларусь, 1988г;

10. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области  применения: Справочник / И.М. Федорченко, И.Н. Францевич, И.Д.; Киев. Издательство «Наукова Думка», 1985; 590 – 621 с;

11. Либенсон Г.А., Лопатин В.Ю., Комарницкий Г.В. Процессы порошковой металлургии. Т.1. Получение порошков/Учеб. для вузов. М.: МИСИС, 2002.;

12. Барабанный смеситель: http://www.agro-mash.ru/barabannyi-smesitel.html;

13.. Оборудование предприятий порошковой металлургии: Учебник для вузов/ С.С.Кипарисов, О.В.Падалко М.; Металлургия, 1988г.;

14. Вращательно-вибрационное  сито: http://www.agro-mash.ru/FARM_vibr_sito_vrash.html;

15. Гидравлический пресс П6324Б. Особенности конструкции: http://www.gidropress.ru/p6324b;

16. Электропечь сопротивления конвейерная: http://laborant.ru/eltech/12/1/0/06-98.htm;

17. Свойства и применение порошковых сталей // metallicheckiy-portal.ru: Центральный металлический портал РФ URL: http://metallicheckiy-portal.ru/articles/porochmet/svoistva_i_primenenie_porochkovix_staley/ (12.12.2014);

18. ГОСТ 4960 – 2009 Порошок медный электролитический.