Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

Исследование влияния гранулометрического состава электроэрозионных кобальтохромовых порошков на физико-механические свойства аддитивных изделий

https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-4-57-71

Полный текст:

Аннотация

Целью работы являлось исследование влияния гранулометрического состава электроэрозионных кобальтохромовых порошков на физико-механические свойства аддитивных изделий.

Методы. Для выполнения намеченных исследований были выбраны отходы кобальтохромового сплава марки КХМС «ЦЕЛЛИТ». В качестве рабочей жидкости – спирт бутиловый. Для получения кобальто-хромовых порошковых материалов электроэрозионным диспергированием пользовались установкой для ЭЭД токопроводящих материалов. Диспергируемый материал засыпали в эксикатор, заполненный бути-ловым спиртом, который используется в качестве рабочей жидкости для диспергирования. Бутиловый спирт C4H9OH – представитель одноатомных спиртов. Это бесцветная немного вязкая жидкость, не имеющая цвета и со свойственным сивушному маслу запахом. Смешивается с органическими растворителями. Бутанол используют в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности, при изготовлении смол и пластификаторов, а также во многих других отраслях. Для получения эксперимен-тальных образцов аддитивных изделий использовалась установка для послойного нанесения порошковых материалов плазмой. Гранулометрический состав полученных порошков авторы исследовали по методике диспергирования в жидкости с ультразвуком. Методика исследования (ФР 1.27.2009.06762 «Методика выполнения измерений размера частиц в суспензиях, эмульсиях и аэрозолях в нанометровом и коллоидном диапазонах с использованием эффекта динамического рассеяния света»).

Результаты. Экспериментально установлено, что условия получения и дисперсность порошков определяют их поведение при спекании.С увеличением дисперсности порошка процесс спекания ускоря-ется и протекает более активно, а механические свойства полученных изделий при этом повышаются.Интенсификации спекания порошка способствуют оксиды, содержащиеся в большом количестве в мелких порошках и восстанавливающиеся при их нагреве при спекании. Губчатая металлическая поверхность, образующаяся после исчезновения оксида, оказывается более активной, чем поверхность изначально свободная от оксидной пленки.С увеличением дисперсности и удельной поверхности порошка его проплавление увеличивается, пористость уменьшается, а микротвердость при этом увеличивается. Наличие частиц порошка разных фракций увеличивает плотность его усадки за счет заполнения впадин и микропор на стыках крупных частиц, что в дальнейшем приводит к снижению шероховатости спеченных изделий и повышению предела прочности при сжатии и изгибе.

Заключение. Проведенные исследования позволят выявить связь между технологией получения электроэрозионных кобальтохромовых порошков и физико-механическими свойствами (пористость, микротвердость, предел прочности на сжатие и изгиб, шероховатость поверхностного слоя и др.) экспериментальных образцов, а также управлять процессом формирования структуры и свойств изделий, полученных по аддитивным технологиям.

Об авторах

Е. В. Агеев
ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»
Россия

Агеев ЕвгенийВикторович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры автомобилей и автомобильного  хозяйства

ул. 50 лет Октября, 94, г. Курск, 305040



А. Ю. Алтухов
ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»
Россия
Алтухов Александр Юрьевич, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой автомобилей и автомобильного хозяйства ул. 50 лет Октября, 94, г. Курск, 305040


А. Н. Новиков
ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева»
Россия

Новиков Александр Николаевич, доктор технических наук, профессор

ул. Комсомольская, д. 95, Россия, г. Орел, 302026



Список литературы

1. Safdar A., Wei L.Y., Snis A. Lai Z.Evaluation of microstructural developmentin electron beam melted Ti–6Al–4V // Materials Characterization. 2012. Vol. 65. Р. 8–15.

2. Effect of process parameters settings and thickness on surface roughness of EBM produced Ti–6Al–4V / A.Safdar, H.Z.He, L.Y.Wei et al. // Journal of Rapid Prototyping, 2012. Vol. 18 (5). P.401–408.

3. Characterization and comparison of materials produced by Electron Beam Melting (EBM) of two different Ti–6Al–4V powder fractions / J.Karlsson, A. Snis, H.Engqvist, J. Lausmaa // Journal of Materials Processing Technology. 2013. Vol. 213 (12). Р. 2109–2118.

4. Loeber L., Biamino S., Ackelid U. et al. Comparison of Selective Laser and Electron Beam Melted Titanium Aluminides // Conference paper of 22nd International symposium “Solid freeform fabrication proceedings”, University of Texas, Austin, 2011. Р. 547-556.

5. Biamino S., Penna A., Ackelid U. et al. Electron beam melting of Ti–48Al–2Cr–2Nb alloy: microstructure and mechanical properties investigation // Intermetallics. 2011. Vol. 19. Р. 776–781.

6. Gu D.D., Meiners W., Wissenbach K., Poprawe R. Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms // International Materials Reviews. 2012. Vol. 57 (3). Р. 133-164.

7. Song B., Dong S., Zhang B. et al. Effects of processing parameters on microstructure and mechanical property of selective laser melted Ti6Al4V // Materials & Design, 2012. Vol. 35. Р. 120–125.

8. Song B., Dong S., Coddet P. et al. Fabrication and microstructure characterization of selective laser melted FeAl intermetallic parts // Surface and Coatings Technology. 2012. Vol. 206. Р. 4704–4709.

9. Wang Z., Guana K., Gaoa M. The microstructure and mechanical properties of deposited-IN718 by selective laser melting // JournalofAlloysandCompounds.2012. Vol. 513. Р. 518–523.

10. КовалевО.Б. Моделирование процессов в технологиях лазерного аддитивного изготовления объемных металлоизделий // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2016. Т. 80. No. 4. С. 408.

11. Смирнов В.В., Шайхутдинова Е.Ф. Внедрение аддитивных технологий изготовления деталей в серийное производство // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2013. № 2-2. С. 90-94.

12. ГригорьянцА.Г., ТретьяковР.С., ФунтиковВ.А. Повышение качества поверхностных слоев деталей, полученных лазерной аддитивной технологией // Технология машиностроения. 2015. № 10. С. 68-73.

13. Чумаков Д.М. Перспективы использования аддитивных технологий при создании авиационной и ракетно-космической техники // Труды МАИ. 2014. № 78. С. 31.

14. Григорьянц А.Г., Новиченко Д.Ю., Смуров И.Ю. Лазерная аддитивная технология изготовления покрытий и деталей из композиционного материала // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2011. № 7. С. 38-46.

15. Моделирование процесса спекания изделий из низкотемпературной керамики, формируемых аддитивными технологиями/ В.Н.Лейцин, С.В.Пономарев, М.А.Дмитриева, И.В.Ивонин, И.М. Тырышкин // Физическая мезомеханика. 2016. Т. 19. №4. С. 21-27.

16. Фазовый состав частиц порошка, полученного электроэрозионным диспергированием сплава ВК8 в бутиловом спирте / Е.В.Агеева, А.Ю., Алтухов С.С.Гулидин, Е.В.Агеев, А.А. Горохов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016.№ 1 (18). С. 20-25.

17. Порошки, полученные электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов – перспективный материал для восстановления деталей автотракторной техники / Е.В.Агеев, В.Н.Гадалов, Е.В.Агеева, Р.В. Бобрышев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1-1 (40). С. 182-189.

18. Размерные характеристики бронзового электроэрозионного порошка, полученного в воде / Е.В.Агеева, Е.В.Агеев, В.Ю.Чаплыгин, А.А. Горохов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016.№ 1 (18). С. 30-35.

19. Агеев Е.В., Латыпов Р.А. Получение и исследование заготовок твердого сплава из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием вольфрамсодержащих отходов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2014. № 5. С. 50-53.

20. AgeevE.V., LatypovR.A. Fabrication and investigation of carbide billets from powders prepared by electroerosive dispersion of tungsten-containing wastes // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2014. Т. 55. No. 6. С. 577-580.

21. Свойства электроэрозионных порошков, используемых в производстве твердосплавных заготовок / О.В.Кругляков, А.С.Угримов, А.С.Осьминина, Е.В.Агеев // Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 1 (1). С. 119-121.

22. Хардиков С.В., Агеев Е.В., Зубарев М.А.О возможности переработки отходов шарикоподшипниковой стали методом электроэрозионного диспергирования // Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 1 (1). С. 211-214.

23. Новиков Е.П., Агеев Е.В., Сытченко А.Д.К вопросу о переработке алюминиевых отходов электроэрозионным диспергированием // Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 1 (1). С. 169-172.

24. Агеева Е.В., Агеев Е.В., Карпенко В.Ю.Размерный анализ частиц порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов электроэрозионным диспергированием в воде // Вестник машиностроения. 2015. № 3. С. 45-46.

25. Размерный анализ частиц порошка, полученного электроэрозионным диспергированием сплава ВК8 в бутиловом спирте / Е.В.Агеева, А.Ю.Алтухов, С.С.Гулидин, Е.В.Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техникаитехнологии. 2016. № 2 (19). С. 45-51.


Для цитирования:


Агеев Е.В., Алтухов А.Ю., Новиков А.Н. Исследование влияния гранулометрического состава электроэрозионных кобальтохромовых порошков на физико-механические свойства аддитивных изделий. Известия Юго-Западного государственного университета. 2019;23(4):57-71. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-4-57-71

For citation:


Ageev E.V., Altuhov A.Y., Novikov A.N. Study of the Influence of the Granulometric Composition of Electrospark Cobalt-Chromium Powders on the Physical and Mechanical Properties of Additive Products. Proceedings of the Southwest State University. 2019;23(4):57-71. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-4-57-71

Просмотров: 53


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)