В данной работе представлено комплексное исследование физико-химических свойств различных видов хромового сырья Казахстана, включающее хромовую руду, хромовый концентрат и хромовую пыль (ХШП), которая образуется как побочный продукт в системах газоочистки феррохромового производства. Цель исследования заключалась в многосторонней характеристике химического и фазового состава, морфологии и элементной неоднородности образцов с использованием современных аналитических методов. Для достижения поставленной цели применялись методы химического анализа, рентгенофазового анализа (РФА) и сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной спектроскопией (СЭМ-ЭДС). Химический анализ позволил определить содержание основных оксидов и примесей, что дало возможность оценить металлургическую ценность исследуемого сырья. Рентгенофазовый анализ выявил присутствие шпинельных фаз (MgCr₂O₄, FeCr₂O₄) и оксидов хрома и железа, которые играют ключевую роль в процессах восстановления при производстве феррохрома. СЭМ-ЭДС анализ обеспечил детальное изучение морфологии частиц и показал выраженную зональную химическую неоднородность, особенно в образцах пылевых отходов, где наблюдаются чередующиеся области, обогащённые Cr, Mg, Fe и Si. Проведённые исследования показали, что хромовая руда отличается высоким содержанием Cr₂O₃ и MgO при заметной доле силикатных примесей, хромовый концентрат обогащён оксидом хрома и характеризуется минимальной концентрацией SiO₂, тогда как хромовая пыль имеет пониженное содержание хрома и повышенную долю кремнезёма и силикатных фаз. Полученные результаты позволяют не только оценить металлургическую ценность исследуемых материалов, но и обосновать целесообразность вторичной переработки хромовой пыли с её возможным возвращением в технологический цикл феррохромового производства

https://doi.org/10.48081/BGQF2235

2026

Выпуск 2

Основные проблемы получения отливок методом литья по газифицируемым моделям (ЛГМ): – науглероживание поверхностного слоя стальной отливки при выгорании полистироловой модели; – высокая стоимость литейного полистирола, используемого в качестве модельного материала. Это обстоятельство значительно повышает себестоимость конечной продукции и препятствует широкому распространению метода ЛГМ в производстве. В мировой практике при изготовлении моделей методом ЛГМ гранулы строительного полистирола не применяются. Ранее проведенные исследования показали возможность их использования в качестве составляющей модельного материала. Кроме того, управление структурой, а следовательно, и свойствами получаемых отливок представляет определённые трудности. Возможность получения отливок с мелкозернистой (высокопрочной) структурой и однородным составом по всему объёму литых заготовок обеспечивается регулированием температурного режима отливок, например, при сочетании суспензионного литья и литья по газифицируемым моделям. Для ввода инокуляторов в расплав используется непосредственно полистироловая модель. Литейное производство является важнейшей заготовительной базой машиностроения. Методом литья изготовляют разнообразные фасонные отливки, получающиеся при заполнении жидким металлом литейных форм. Во время затвердевания металл принимает очертания полости формы, в которую был залит. Литые изделия имеют широкое применение в промышленности, так как размеры и форма отливок часто в большей степени приближаются к требуемым размерам и формам готовых изделий, чем заготовки, получаемые другими способами. Это очень важное преимущество, так как сокращение затрат на механическую обработку снижает себестоимость изделий и уменьшает расход металла. Кроме того, производство литых заготовок значительно дешевле.

https://doi.org/10.48081/BGQF2236

2026

Выпуск 2

Гидравлические клапаны представляют собой неотъемлемые элементы гидроприводных систем, выполняющие функции регулирования расхода и направления потока рабочей жидкости. Среди них пропорциональные золотниковые распределительные клапаны отличаются высокой точностью управления и надёжностью, что обеспечивает их широкое применение в промышленности и мобильной технике. Однако при их проектировании одной из ключевых проблем остаются силы потока, возникающие из-за обмена импульсом жидкости в управляющих отверстиях. Эти силы могут вызывать нежелательные отклонения золотника, снижая устойчивость, точность управления и энергетическую эффективность системы. В данной работе выполнено теоретическое и геометрическое исследование сил потока с целью их трансформации из возмущающего воздействия в полезный управляющий параметр, из силы потока в пропорциональных золотниковых клапанах с целью использования их в качестве управляющего параметра, а не возмущающего фактора. Предложена модифицированная геометрия золотника, позволяющая поддерживать практически постоянную силу потока на всём диапазоне его перемещения. Эффективность предложенного подхода подтверждена с использованием аналитических расчётов и численного моделирования. Полученные результаты могут быть применены при проектировании энергоэффективных и высокоточных гидравлических систем нового поколения.

https://doi.org/10.48081/BGQF2213

2026

Выпуск 2

В статье рассматривается применение термостойких и износостойких материалов для деталей двигателя внутреннего сгорания гибридного автомобиля. В таких двигателях ресурс детали зависит не только от запаса прочности. На практике одновременно проявляются трение, нагрев, изменение зазоров, качество поверхности и частые переходы между режимами работы. Поэтому в работе внимание уделено не одному показателю, а нескольким параметрам, которые ближе к реальной эксплуатации: коэффициенту трения, температурной стойкости, деформации при нагреве и оценочному ресурсу. Для сравнения выбраны сталь 40Х, титановые сплавы, керамика Al₂O₃ и покрытия Ni–SiC. Сталь 40Х использована как базовый вариант, от которого удобно вести сопоставление. Титановые сплавы рассмотрены с позиции снижения массы деталей, керамика — как материал для участков с высокой температурой, а покрытия Ni–SiC — как защитный слой для поверхностей трения. В работе использованы опубликованные данные, и их простые расчётные зависимости и моделирование в ANSYS и SolidWorks. Полученные результаты показывают, что наибольший интерес представляет не полная замена традиционных материалов, а их выборочное применение по зонам нагрузки. При таком подходе расчётный прирост ресурса деталей ДВС может составлять около 30–35 %. Вместе с тем эти значения требуют проверки на реальном двигателе или моторном стенде, так как ресурс двигателя очень сильно зависит от технологии нанесения покрытия, масла, охлаждения и режима эксплуатации.

https://doi.org/10.48081/BGQF2241

2026

Выпуск 2

В данной статье подробно рассмотрены конструктивные особенности поршневых колец-важнейшего элемента в структуре цилиндро – поршневой группы, являющейся основным узлом двигателей внутреннего сгорания, их состояние в режиме работы и влияние на энергетическую, экологическую и механическую эффективность двигателя в целом. В ходе исследования были проанализированы основные функциональные типы поршневых колец: компрессионные, маслосъемные и двойные комбинированные, а также описано влияние их геометрической формы (бочкообразные, конические, прямоугольные профили), конфигурации боковой поверхности и модификации контактной поверхности на степень уплотнения и трения в области цилиндра. Показано влияние различных применяемых материалов на надежность эксплуатации: чугун, легированный чугун, кольца на основе стали и их износостойкие покрытия: хром, молибден, нитрид, плазма. В то же время были проанализированы результаты патентного исследования современных версий компрессионных колец. К инновационным решениям на мировых патентных базах относятся-изменение толщины, специальные пазы, снижающие термоэластическую деформацию, технологии бетонирования с низким коэффициентом трения, оптимизация трещин и конструктивные новшества, повышающие газонепроницаемость. Проведенный анализ показал, что важную роль в повышении эффективности двигателей внутреннего сгорания играет совершенствование конструктивных параметров поршневых колец. Основной целью научной работы является определение путей снижения трения и износа за счет оптимизации конструкции поршневых колец с использованием современных материалов и инженерно-конструкторских методов, увеличения ресурса цилиндро-поршневой группы и повышения энергоэффективности двигателя.

https://doi.org/10.48081/BGQF2245

2026

Выпуск 2

Низкая твёрдость медных сплавов, используемых в качестве материала для кристаллизаторов непрерывной разливки, приводит к их склонности к пластической деформации, износу и высокотемпературному окислению. Это вызывает преждевременное разрушение рабочих поверхностей и формирование дефектов на поверхности слитков. В данной работе исследованы микроструктура, фазовый состав, механические и трибологические свойства покрытий Cr₃C₂–NiCr, нанесённых методом высокоскоростного кислородно-топливного напыления (HVOF) на медные подложки, применяемые в кристаллизаторах. Актуальность исследования обусловлена необходимостью увеличения ресурса медных кристаллизаторов в процессах непрерывной разливки стали. Установлено, что параметры HVOF-напыления существенно влияют на пористость, толщину слоя, микротвёрдость и трибологическое поведение покрытий в условиях, моделирующих контакт слитка с рабочей поверхностью кристаллизатора. Среди исследованных режимов покрытие, полученное при давлении пропана 3.8 бар и давление кислорода 4 бар, сформировало наиболее плотную ламеллярную структуру и продемонстрировало максимальную микротвёрдость. Трибологические испытания показали, что данное покрытие обладает наименьшим коэффициентом трения, тогда как остальные образцы отличались большей пористостью и худшей износостойкостью. Полученные результаты подчёркивают важность оптимизации параметров HVOF-напы¬ления для разработки износостойких защитных покрытий, способных эффективно работать на медных кристаллизаторах, испытывающих экстремальные термомеханические нагрузки в процессе разливки стали.

https://doi.org/10.48081/BGQF2231

2026

Выпуск 2

Симулятор землетрясения — это устройство для имитации движения грунта при землетрясении, и предназначен для воспроизведения сейсмических волн. Симулятор землетрясений применяется для проведения сейсмических тренировок людей, для обучения их поведения при реальном землетрясении сотрудниками министерства по чрезвычайным ситуациям. В мире по меньшей мере сотни миллионов людей подвержены существенному сейсмическому риску катастрофического ущерба. Особенно остро эта проблема касается г. Алматы, последнее землетрясение весной 2024 года вызвало панику у людей и показало полную неготовность тому, как себя чувствовать и вести себя, когда происходит землетрясение. Землетрясения представляют собой опасность и риск для всех людей, и соответствующие знания и меры защиты необходимо знать всем. В работе разработан и изготовлен прототип симулятора землетрясения для обучения поведения людей при землетрясении на основе плоского тросового параллельного робота, имитирующего реальное землетрясение, согласно заданной сейсмограммы землетрясения. Симулятор землетрясения на основе плоского тросового параллельного робота совершает поступательные одноосевое перемещения в направлении осей Х или У. Проведённые экспериментальные исследования прототипа симулятора землетрясения на основе плоского тросового параллельного робота, подтвердили возможность воспроизведения им заданной сейсмограммы.

https://doi.org/10.48081/BGQF2216

2026

Выпуск 2

В работе представлены результаты комплексного исследования износо- и коррозионностойких оксидных покрытий на основе Al₂O₃, полученных методом воздушно-плазменного напыления, предназначенных для повышения эксплуатационного ресурса деталей насосного оборудования, работающего в агрессивных и абразивных средах. В качестве материала подложки использовалась аустенитная нержавеющая сталь 10Х18Н9, широко применяемая в химическом и энергетическом машиностроении. Основное внимание уделено изучению влияния тока плазменной дуги в диапазоне 300–500 А на формирование микроструктуры, фазовый состав, пористость, а также механические, трибологические и адгезионные характеристики напылённых покрытий. Показано, что увеличение тока напыления способствует более полному расплавлению частиц порошка Al₂O₃, улучшению их сплющивания при ударе о поверхность подложки и формированию более плотной и однородной структуры покрытия с пониженной пористостью. Установлено, что с ростом тока плазменной дуги наблюдается увеличение адгезионной прочности и микротвёрдости покрытий, а также снижение коэффициента трения и интенсивности изнашивания в условиях абразивного воздействия. Наиболее благоприятное сочетание высокой износостойкости, адгезионной прочности и структурной стабильности покрытий достигается при токе напыления 500 А. Коррозионные испытания в агрессивных средах показали, что нанесение покрытий Al₂O₃ не оказывает существенного негативного влияния на коррозионное поведение стали 10Х18Н9 и не снижает её коррозионной стойкости. Полученные результаты подтверждают перспективность применения воздушно-плазменных оксидных покрытий на основе Al₂O₃ для защиты и упрочнения деталей насосного оборудования, эксплуатируемых в условиях интенсивного износа и коррозионного воздействия.

https://doi.org/10.48081/BGQF2226

2026

Выпуск 2

При переработке медно-молибденовых руд основной задачей является извлечение меди на начальной стадии обогащения коллективно-селективной флотации. Это позволяет не переизмельчать её и не терять в хвостах. Целью работы является усовершенствование технологии переработки медно-молибденовых руд путем установления оптимальных параметров процесса извлечения меди и молибдена при проведении коллективной флотации с извлечением общей массы сульфидов (медь + молибден + пирит), для отделения их от пустой породы и последующим выделением медного концентрата первой стадии. В результате предварительных опытов установлено, что оптимальным является расход собирающего реагента (SIBX) - 80 г/т. При проведении этих экспериментов было отмечено, что основную флотацию можно проводить путем разделения первичного медного концентрата на первой стадии, поскольку товарный медный концентрат может быть получен в первые минуты процесса (первые три минуты процесса флотации). Был получен концентрат с содержанием меди ≈ 30% и извлечением 89%. Было установлено, что при селективном разделение концентрата в открытом цикле при извлечении меди в первом цикле возможно получение молибденового концентрата с содержанием молибдена ≈ 0,9% и извлечением 57,7%. Далее планируется изучение закрытого цикла флотационного обогащения медно-молибденовой руды и металлургическая обработка полученных концентратов.

https://doi.org/10.48081/BGQF2237

2026

Выпуск 2

В данной статье количественным способом изучены процессы при сжатии многокомпонентного природного газа на винтовом компрессоре, заполненном синтетическим маслом, в условиях нестабильных колебаний входного давления. Что касается актуальности исследования, то периодические и случайные входные параметры компрессоров, работающих в газотранспортных системах, связаны с вопросом более точного прогноза рабочего состояния при отклонениях. Количественное моделирование проводилось на основе вычислительной гидродинамики (CFD): фактическая геометрия винтовой пары, утечки в отверстиях, турбулентные эффекты и термодинамические свойства многокомпонентной смеси учитывались с помощью переносных расчетных сеток. Временное изменение входного давления представлено образцами периодических и условных случайных изменений. Для газовой смеси, характерной для Западно-Казахстанских месторождений (CH, 78%, C ₂ H, 8%, C, 4%, C, H, 2%, N ₂, 5%, CO ₂ 3%), производятся расчеты в стационарном, гармоническом (f = 12 Гц, Δ p = ± 12%) и стохастическом режимах поступления Установлено, что коэффициент пульсационного усиления в режиме нестабильного всасывания достиг уровня K _ p = 1,95-2,30, снизилась объемная производительность на 8-10%, политропный КПД снизился на 7-9% и увеличился удельный объем работ на 6,3-8,9%. Количественно оценено влияние компонентов газа на энергетические характеристики и установлено, что результаты могут быть использованы для инженерных решений для оптимизации режимов работы компрессорного оборудования.

https://doi.org/10.48081/BGQF2218

2026

Выпуск 2