Исследование пористости спеченных образцов электроэрозионной порошковой меди

Введение. Порошковая медь нашла широкое применение в различных областях машиностроения для производства электроконтактных и антифрикционных изделий. Качество спеченных изделий оценивается по плотности и пористости. Одним из основных методов определения пористости сформованных и спеченных изделий является металлографический метод с элементами качественного и количественного анализов геометрии пор.

Свойства спеченных изделий из электроэрозионной порошковой меди до настоящего времени практически не изучены, что не позволяет прогнозировать их свойства и область практического применения.

Целью работы является исследование пористости и распределения пор по размеру спеченных образцов электроэрозионной порошковой меди.

Методы. Для выполнения намеченных исследований использовали отходы электротехнической медной проволоки (ГОСТ 859-2001). В качестве рабочей жидкости − дистиллированную воду. Для получения порошковой меди использовали установку для получения порошков из токопроводящих материалов (патент на изобретение РФ № 2449859). Параметры диспергирования: напряжение 220 В, емкость 45,5 мкФ, частота следования импульсов 100 Гц.

Изостатическое прессование электроэрозионной порошковой меди, полученной в воде, проводили в гидростате «EPSI» CIP 400-200*1000Y. Скомпактированные образцы спекали в высокотемпературной печи «Nabertherm» VHT 8/22 в вакууме при температуре 900 °С и 1000 °С в течение 1 часа. Пористость спеченных образцов электроэрозионной порошковой меди, полученной в воде, определяли металлографическим методом с помощью оптического инвертированного микроскопа OLYMPUS GX51.

Результаты. По результатам проведенных исследований экспериментально установлено, что пористость спеченного при 900 °С образца электроэрозионной порошковой меди равна 5,8 %, пористость спеченного при 1000 °С образца электроэрозионной порошковой меди равна 2,16 %.

Заключение. Поученные экспериментальные данные могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки металлических сплавов и композиционных материалов.

1. Анциферов В.Н. Перспективные порошковые материалы. Пермь: Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2012. 117 с.

2. Агеев Е.В., Хорьякова Н.М. Повышение срока службы поршневых колец ДВС медными электроэрозионными порошками // Труды ГОСНИТИ. 2017. № 126. С.137-143.

3. Пат. 2599476 Российская Федерация, МПК51 B 22 F 9/14, С 22 В 7/00, В 82 В 3/00. Способ получения медного порошка из отходов / Агеев Е.В., Хорьякова Н.М., Гвоздев А.Е., Агеева Е.В.; заявитель и патентообладатель Юго-Западный гос. ун-т. № 2014135563/13; заяв. 02.09.14; опубл. 10.10.16, Бюл. № 28. 5 с.: ил.

4. Пат. 2597445 Российская Федерация, МПК51 B 22 F 9/14, С 22 В 7/00, С 22 В 15/00, В 82 Y 30/00. Способ получения нанопорошка меди из отходов / Агеев Е.В., Хорьякова Н.М., Гвоздев А.Е., Агеева Е.В., Малюхов В.С.; заявитель и патентооблада тель Юго-Западный гос. ун-т. № 2014135539/02; заяв. 02.09.14; опубл. 10.09.16, Бюл. № 25. 4 с.: ил.

5. Хорьякова Н.М., Малюхов В.С. Применение медных порошков и зависимость их свойств от размеров частиц // Перспективное развитие науки, техники и технологии: сб. докладов III-й Междунар. науч.-практич. конф.: в 3 т. Курск, 2013. Т. 3. С. 258-362.

6. Агеева Е.В., Хорьякова Н.М., Агеев Е.В. Исследование формы и морфологии электроэрозионных медных порошков, полученных из отходов // Вестник машиностроения. 2014. № 8. С. 73-75.

7. Агеева Е.В., Хорьякова Н.М., Агеев Е.В. Исследование распределения микрочастиц по размерам в порошках, полученных электроэрозионным диспергированием медных отходов // Вестник машиностроения. 2014. № 9. С. 63-65.

8. Рентгеноструктурный анализ порошка, полученного электроэрозионным диспергированием в среде керосина / Е.В. Агеева, Н.М. Хорьякова, Р.А. Латыпов, П.И. Бурак // Международный технико-экономический журнал. 2015. № 2. С 59-65.

9. Агеев Е.В., Хорьякова Н.М., Агеев Е.В. Использование медного электроэрозионного нанопорошка в гальванических покрытиях поршневых колец // Мир транспорта и технологических машин. 2015. № 3 (50). С 24-33.

10. Состав, структура и свойства медного электроэрозионного порошка, полученного в среде керосина / Е.В. Агеева, Н.М. Хорьякова, С.В. Пикалов, Е.В. Агеев // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015. № 4. С 4-8.

11. Исследования гранулометрического и элементного состава электроэрозионного медно-углеродного порошка, полученного в керосине / Н.М. Хорьякова, Е.В. Агеева, Е.В. Агеев, И.В. Егельский, Д.А. Чумак-Жунь // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2015. № 4 (17). С.18.24.

12. Агеева Е.В., Хорьякова Н.М., Латыпова Г.Р. Определение оптимальных электрических параметров установки электроэрозионного диспергирования для диспергирования медных отходов в воде дистиллированной постановкой факторного эксперимента // Известия Юго-Западного государственного университета. 2016. № 6 (69). С. 28-35.

13. Хорьякова Н.М., Агеев Е.В., Латыпов Р.А. Сравнительная характеристика морфологии и твердости спеченных образцов из электроэрозионного медного порошка и ПМС-1 // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017. № 1 (22). С.14-21.

14. Сравнительный рентгеноспектральный микроанализ медного порошка, полученного электроэрозионным диспергированием, и медного порошка ПМС-1 / Р.А. Латыпов, Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, Н.М. Хорьякова // ЭлектроМеталлургия. 2017. № 4. С.36-40.

15. Хорьякова Н.М., Малюхов В.С. Морфология и элементный состав медного порошка, полученного методом электроэрозионного диспергирования // Современные материалы, техника и технология: материалы 3-й Междунар. науч.-прак. конф.: в 3 т. Курск, 2013. Т. 1. С. 388-390.

16. Хорьякова Н.М., Агеев Е.В. Разработка медных гальванических покрытий для поршневых колец, модифицированных наночастицами электроэрозионной меди // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2015. Т. 2. №. 1. С. 337-339.

17. Пат. 2449859, Российская Федерация, C2, B22F9/14. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов / Агеев Е.В.; заявитель и патентообладатель Юго-Западный государственный университет. № 2010104316/02; заяв. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012. 4 с.