CC BY
20
УДК 621.762.27
СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ПОРОШКОВОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ, ПОЛУЧЕННОЙ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫМ ДИСПЕРГИРОВАНИЕМ В ВОДЕ Куц Вадим Васильевич, д.т.н., профессор (e-mail: kuc-vadim@yandex.ru) Ивахненко Александр Геннадьевич, д.т.н., профессор (e-mail: ivakhnenko2002@mail.ru) Агеева Екатерина Владимировна, к.т.н., доцент Юго-Западный государственный университет, г.Курск, Россия (e-mail: ageevа-ev@yandex.ru)
Представлены результаты изучение строения и свойств порошковой быстрорежущей стали, полученной электроэрозионным диспергированием в воде.
Ключевые слова: отходы быстрорежущей стали, электроэрозионное диспергирование, вода, порошок, свойства.
В настоящее время одним из наиболее перспективных методов получения порошковых материалов является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) [1-9].
Изучение строения и свойств новых электроэрозионных материалов, получаемых отходов быстрорежущих сталей представляет научный и практический интерес.
Целью настоящей работы являлось изучение строения и свойств порошковой быстрорежущей стали (ПБРС), полученной электроэрозионным диспергированием в воде.
При решении поставленных задач использовали современные методы испытаний и исследований, в том числе:
- гранулометрический состав и средний размер порошков определяли на лазерном анализаторе размеров частиц «Analysette 22 NanoTec»;
- удельную площадь поверхности порошков и пористость заготовок определяли по одно- и пятиточечному методу БЭТ на газо-адсорбционном анализаторе «TriStar II 3020»;
- содержание кобальта и титана определяли с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на атомно-эмиссионном спектрометре фирмы «HORIBA Jobin Yvon» модель «ULTIMA 2»;
- содержание общего углерода определяли методом сжигания в потоке кислорода на анализаторе углерода и серы «Leco CS-400»;
- содержание кислорода определяли методом восстановительного плавления (графитовый тигель) в импульсной печи сопротивления в токе инертного газа (гелий) на анализаторе кислорода и азота «Leco TC-600»;
- определение формы и морфологии поверхности частиц, рентгеноспек-тральный микроанализ, исследование элементного состава образцов порошка проводили на электронно-ионном сканирующем (растровом) микроскопе с полевой эмиссией электронов «QUANTA 600 FEG» и энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы «EDAX»;
- рентгено структурный (фазовый) анализ проводили на рентгеновском дифрактометре ARL9900 Intellipower Workstation и др.
Результаты исследования гранулометрического состава ПБРС, полученных ЭЭД отходов быстрорежущей стали Р6М5 водной среде при напряжении 120 В, емкости разрядных конденсаторов 20 мкФ и частоте следования импульсов 200 Гц, представлены на рис. 1.
0.1 0.5 1 5 10 50 100
Размер частиц, мш
о
500 1000 2000 [um]
Рисунок 1 - Интегральная кривая (1) и гистограмма (2) распределения по размерам частиц ПБРС, полученной ЭЭД отходов стали марки Р6М5 в водной среде
Установлено, что ПБРС, полученные из отходов вольфрамсодержащих быстрорежущих сталей при напряжении 120 В, емкости разрядных конденсаторов 20 мкФ и частоте следования импульсов 200 Гц, имеют размер частиц от 0,25 до 100 мкм.
Установлено, что средний размер частиц ПБРС, полученного в вода дистиллированная составляет 16,88 мкм. Также установлено, что удельная площадь поверхности размер частиц ПБРС, полученного в воде дистиллированной составляет 28476,27 см2/см3.
Исследование формы и морфологии частиц представлено на рис. 2, элементный состав ПБРС - на рис. 3.
Рисунок 2 - Снимок с РЭМ частиц ПБРС с указанием точек проведения
РСМА
к
и
1 г I. £
VI м А| к
5г 4. Мй 1.
як
Сг На I
к
ж и:
VI №
3$ и
и 1т и; ил
Энергия. кэВ
Рисунок 3 - РСМА в точке 1
Видно, что в порошке, полученном электроэрозионным диспергированием отходов стали Р6М5 в воде, присутствуют частицы, имеющие правильную сферическую, эллиптическую форму и агломераты.
Установлено, что основными элементами в ПБРС, полученных электроэрозионным диспергированием являются W и Бе.
Результаты исследования рентгено структурного (фазового) состава ПБРС, полученных их отходов быстрорежущей стали Р6М5 в водной среде при напряжении 120 В, емкости разрядных конденсаторов 20 мкФ и частоте следования импульсов 200 Гц, представлены на рис. 4.
Рисунок 4 - Дифрактограмма порошка ПБРС, полученнной ЭЭД
Показано, что диспергирование в водной среде снижает потери кислорода и способствует образованию фаз Бе203, Ж Бе, и Бе3С.
Список литературы
1. Оценка эффективности применения твердосплавных порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов, при восстановлении и упрочнении деталей композиционными гальваническими покрытиями / Е.В. Агеев, Б. А. Семенихин, Е.В. Агеева, Р.А. Латыпов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2011. № 9. С. 14-16.
2. Восстановление и упрочнение деталей автотракторной техники плазменно-порошковой наплавкой с использованием порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов спеченных твердых сплавов / Е.В. Агеев, В.И. Серебров-ский, Б.А. Семенихин, Е.В. Агеева, Р.А. Латыпов, Ю.П. Гнездилова Курск: Изд-во Кур -ской ГСХА, 2010. 91 с.
3. Использование твердосплавных электроэрозионных порошков для получения износостойких покрытий при восстановлении и упрочнении деталей машин и инструмента / Е.В. Агеев, А.А. Давыдов, Е.В. Агеева, А.С. Бондарев, Е.П. Новиков // Известия
Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2013. № 1. С. 32-38.
4. Применение порошков, полученных методом электроэрозионного диспергирования, при плазменной наплавке коленчатых валов / А.В. Петридис, А. А. Толкушев, Е.В.Агеев // Технология металлов. 2004. № 9. С. 41-44.
5. Повышение эксплуатационных показателей восстановленных деталей автомобилей на основе научно обоснованных ресурсосберегающих технологий, материалов и устройств / Е.В. Агеев // Мир транспорта и технологических машин. 2012. № 2. С. 3241.
6. Разработка и исследование твердосплавных изделий из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием вольфрамсодержащих отходов / Латыпов Р. А., Латыпова Г.Р., Агеев Е.В., Давыдов А.А. // Международный научный журнал. 2013.№ 2. С. 107-112.
7. Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Агеев Е.В., Латыпова Г.Р., Давыдов А.А., Агеева Е.В. // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5-2 (44). С. 099-102.
8. Исследование физико-технологических свойств порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Агеев Е.В., Гадалов В.Н., Романенко Д.Н., Тригуб В.Б., Самойлов В.В., Агеева Е.В. // Фундаментальные исследования. 2011. № 12-2. С. 336-340.
9. Размерный анализ частиц порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов электроэрозионным диспергированием в воде / Агеева Е.В., Агеев Е.В., Карпенко В.Ю. // Вестник машиностроения. 2015. № 3. С. 45-46.
10. Рентгеноспектральный микроанализ нихромового порошка, полученного методом электроэрозионного диспергирования в среде керосина/ Агеев Е.В., Горохов А.А., Алтухов А.Ю., Щербаков А.В., Хардиков С.В.// Известия Юго-Западного государственного университета. 2016. № 1 (64). С. 26-31.
11. Размерные характеристики бронзового электроэрозионного порошка, полученного в воде/ Агеева Е.В., Агеев Е.В., Чаплыгин В.Ю., Горохов А.А.// Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016. № 1 (18). С. 30-35.
12. Фазовый состав частиц порошка, полученного электроэрозионным диспергированием сплава ВК8 в бутиловом спирте/ Агеева Е.В., Алтухов А.Ю., Гулидин С.С., Агеев Е.В., Горохов А.А.// Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016. № 1 (18). С. 20-25.
Kuts Vadim Vasilyevich, doctor of technical Sciences, Professor Southwest state University, Kursk, Russia (E-mail: kuc-vadim@yandex.ru)
Ageeva Ekaterina Vladimirovna, candidate of technical Sciences, associate Professor
Southwest state University, Kursk, Russia (E-mail: ageeva-ev@yandex.ru)
Ivakhnenko Alexander Gennadievich, doctor of technical Sciences, Professor Southwest
state University, Kursk, Russia (E-mail: ivakhnenko2002@mail.ru)
STRUCTURE AND PROPERTIES OF POWDER HIGH-SPEED STEEL OBTAINED
BY ELECTROEROSION DISPERSION IN WATER
Presents the results of the study of the structure and properties ofpowder high-speed steel obtained by electroerosion dispersion in water.
Key words: high speed steel wastes, electroerosion dispersion, water, powder, properties.
