techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2023-13-2-8-19techusgu-136Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEСостав, структура и свойства антифрикционных сплавов на основе шихты, полученной электродиспергированием отходов бронзы БрО5С25 в керосинеComposition, Structure and Properties of Antifriction Alloys Based on the Charge Obtained by Electrodispersion of Bronze Waste BrO5C25 in Kerosenehttps://orcid.org/0000-0002-3862-8624АгеевЕ. В.AgeevE. V.

Агеев Евгений Викторович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии материалов и транспорта

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

Evgeny V. Ageev, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Professor of the Department of Technology of Materials and Transport

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

ageev-ev@mail.ruПереверзевА. C.PereverzevA. S.

Переверзев Антон Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии материалов и транспорта

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

Anton S. Pereverzev, Cand. of Sci. (Enginee- ring), Associate Professor of the Department of Technology of Materials and Transport

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

ЕмельяновВ. М.YemelyanovV. M.

Емельянов Виктор Михайлович, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник кафедры дизайна и индустрии моды

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

Viktor M. Yemelyanov, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Chief Scientific Officer at the Department of Design and Fashion Industry

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

СеребровскийВ. В.SerebrovskyV. V.

Серебровский Вадим Васильевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры программной инженерии

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

Vadim V. Serebrovsky, Dr. of Sci. (Enginee- ring), Professor, Professor of the Department of Software Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

Юго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation202323072023132819Copyright © Агеев Е.В., Переверзев А.C., Емельянов В.М., Серебровский В.В., 20232023Агеев Е.В., Переверзев А.C., Емельянов В.М., Серебровский В.В.Ageev E.V., Pereverzev A.S., Yemelyanov V.M., Serebrovsky V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/136

Цель. Изучение состава, структуры и свойств антифрикционных сплавов на основе электроэрозионной шихты бронзы БрО5С25, полученной в углеродсодержащей среде – керосине осветительном.Методы. Диспергирование отходов сплава БрО5С25 проводили на установке для электродиспергирования электропроводных материалов. В качестве металлоотходов применялись отходы сплава БрО5С25. В качестве рабочей жидкости использовался керосин осветительный.В результате воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами и отходами происходило их разрушение с образованием мелкодисперсных частиц. Для получения компактированных материалов был использован ручной настольный пресс Herzog TP 20. Для исследования состава, структуры и свойств полученных спеченных изделий применялось современное оборудование и взаимодополняющие методы физического материаловедения.Результаты. Анализ поверхности показал, что сплавы имеют мелкозернистое строение, равномерное распределение фаз и небольшое количество пор. Анализ элементного состава установил, что на поверхности новых сплавов содержится углерод, а все остальные элементы Sn, Cu и Pb распределены относительно равномерно. Анализ исследуемых сплавов показал наличие в них фаз: Cu, CuSn, SnO, CuO, PbO, Pb. Карбидообразующих элементов в составе сплава нет.Экспериментально установлено, что состав, структура и свойства шихты диспергированной электроэрозией бронзы БрО5С25 оказывают влияние на трибологические свойства заготовок сплава. В частности, наличие в сплаве из элекроэрозионной шихты, полученной в керосине, свободного углерода, выполняющего роль твердой смазки, приводит к снижению коэффициента трения.Заключение. Показано, что сплавы, полученные из электроэрозионной шихты, обладают более высокими значениями микротвердости в сравнении со сплавом, полученным из промышленно применяемой шихты. Значительное увеличение микротвердости сплавов объясняется наличием высокотвердых частиц, образующихся при закалке паров металла в рабочей жидкости при диспергировании. Наличие мелких фракций в электроэрозионных материалах способствует увеличению плотности прессовок и снижению пористости заготовок. 

Purpose. Study of the composition, structure and properties of antifriction alloys based on the electroerosion charge of bronze BrO5C25 obtained in a carbon–containing medium lighting kerosene.Methods. Dispersion of the waste of the BrO5S25 alloy was carried out at an installation for electrodispersing electrically conductive materials. The waste of the BrO5C25 alloy was used as metal waste. Lighting kerosene was used as the working fluid.As a result of exposure to short-term electrical discharges between the electrodes and the waste, their destruction occurred with the formation of fine particles. To obtain compacted materials, a Herzog TP 20 manual table press was used. Modern equipment and complementary methods of physical materials science were used to study the composition, structure and properties of the sintered products obtained.Results. Surface analysis showed that the alloys have a fine-grained structure, uniform phase distribution and a small number of pores. The analysis of the elemental composition found that carbon is contained on the surface of the new alloys, and all other elements Sn, Cu and Pb are distributed relatively evenly. The analysis of the studied alloys showed the presence of phases in them: Cu, CuSn, SnO, CuO, PbO, Pb. There are no carbide-forming elements in the alloy. It has been experimentally established that the composition, structure and properties of the charge dispersed by electroerosion of bronze BrO5C25 affect the tribological properties of the alloy blanks. In particular, the presence of free carbon in the alloy from the electroerosion charge obtained in kerosene, which acts as a solid lubricant, leads to a decrease in the coefficient of friction.Conclusion. It is shown that alloys obtained from an electroerosive charge have higher microhardness values in comparison with an alloy obtained from an industrially used charge. A significant increase in the microhardness of alloys is explained by the presence of highly hard particles formed during the quenching of metal vapors in the working fluid during dispersion. The presence of small fractions in electroerosive materials contributes to an increase in the density of compressions and a decrease in the porosity of workpieces.

оловянная бронзаэлектроэрозионное диспергированиесплавспеченный образецtin bronzeelectroerosion dispersionalloysintered sampleReferencesОсинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки: справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Инновационное машиностроение, 2016. 359 с.Osintsev O. E., Fedorov V. N. Med' i mednye splavy. Otechestvennye i zarubezhnye marki [Copper and copper alloys. Domestic and foreign brands]. 2th ed., reprint. and additional. Moscow, Innovatsionnoe mashinostroenie Publ., 2016. 359 p.Петриченко В. К. Антифрикционные материалы и подшипники скольжения: справочник. М.: Машгиз, 1954. 383 с.Petrichenko V. K. Antifriktsionnye materialy i podshipniki skol'zheniya [Antifriction materials and sliding bearings]. Moscow, Mashgiz Publ., 1954. 383 p.Ageev E. V. Pereverzev A. S. X-ray diffraction analysis of products sintered from isostatically pressed leaded bronze powders // MATEC Web of Conferences 298. 2019. Vol. 298. P. 00037.Ageev E. V., Pereverzev A. S. X-ray diffraction analysis of products sintered from isostatically pressed leaded bronze powders. MATEC Web of Conferences 298, 2019, vol. 298, pp. 00037.Ageev E. V., Pereverzev A. S., Khardikov S. V. A study of porosity of products sintered from BrS30 alloy electro-erosion powders // Materials Science Forum. 2020. Vol. 989. P. 187– 191.Ageev E. V., Pereverzev A. S., Khardikov S. V. A study of porosity of products sintered from BrS30 alloy electro-erosion powders. Materials Science Forum, 2020, vol. 989, рр. 187– 191.Numerical optimization of the charge production process by electrodispersion of T5K10 alloy waste / E. V. Ageev, E. V. Ageeva, A. E. Gvozdev, A. A. Kalinin // Chebyshevskii sbornik. 2022. Vol. 23, no. 1. P. 183–195.Ageev E. V., Ageeva E. V., Gvozdev A. E., Kalinin A. A. Numerical optimization of the charge production process by electrodispersion of T5K10 alloy waste. Chebyshevskii sbornik, 2022, vol. 23, no. 1, pp. 183–195.Патент 2449859 Рос. Федерация, МПК B 22 F 9/14. 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.Ageev E. V. Ustanovka dlya polucheniya nanodispersnykh poroshkov iz tokoprovodyashchikh materialov [Installation for the production of nanodisperse powders from conductive materials]. Patetn RF, no. 2449859, 2012.Ageev E. V., Pereverzev A. S. Microstructure and phase composition of electroerosion materials based on bronze used for the application of metallization and galvanic coatings // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2020. Vol. 14, no. 6. P. 1286–1288.Ageev E. V., Pereverzev A. S. Microstructure and phase composition of electroerosion materials based on bronze used for the application of metallization and galvanic coatings. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2020, vol. 14, no. 6, pp. 1286–1288.Агеева Е. В., Агеев Е. В., Карпенко В. Ю. Изучение формы и элементного состава порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов инструментальных материалов электроэрозионным диспергированием в водной среде // Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. № 4 (112). С. 14–17.Ageeva E. V., Ageev E. V., Karpenko V. Yu. Izuchenie formy i elementnogo sostava poroshka, poluchennogo iz vol'framsoderzhashchikh otkhodov instrumental'nykh materialov elektroerozionnym dispergirovaniem v vodnoi srede [Study of the form and elemental composition of powder obtained from tungsten-containing waste of tool materials by electroerosive dispersion in an aqueous medium]. Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya = Hardening technologies and coatings, 2014, no. 4 (112), pp. 14–17.Определение основных закономерностей процесса получения порошков методом электроэрозионного диспергирования / Е. В. Агеев, Е. В. Агеева, А. С. Чернов, Г. С. Маслов, Е. И. Паршина // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 1 (46). С. 85–90.Ageev E. V., Ageeva E. V., Chernov A. S., Maslov G. S., Parshina E. I. Opredelenie osnovnykh zakonomernostei protsessa polucheniya poroshkov metodom elektroerozionnogo dispergirovaniya [Determination of the main regularities of the process of obtaining powders by the method of electroerosive dispersion]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2013, no. 1 (46), pp. 85–90.Агеева Е. В., Хорьякова Н. М., Агеев Е. В. Морфология и элементный состав медных электроэрозионных порошков, пригодных к спеканию // Вестник машиностроения. 2014. № 10. С. 66–68.Ageeva E. V., Horyakova N. M., Ageev E. V. Morfologiya i elementnyi sostav mednykh elektroerozionnykh poroshkov, prigodnykh k spekaniyu [Morphology and elemental composition of copper electroerosive powders suitable for sintering]. Vestnik mashinostroeniya = Bulletin of Mechanical Engineering, 2014, no. 10, pp. 66–68.Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия ЮгоЗападного государственного университета. 2012. №5 (44), ч. 2. С. 99–102.Ageev E. V., Latypova G. R., Davydov A. A., Ageeva E. V. Provedenie rentgenospektral'nogo mikroanaliza tverdosplavnykh elektroerozionnykh poroshkov [Conducting X-ray spectral microanalysis of carbide electroerosion powders]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2012, no. 5 (44), pt. 2, pp. 99– 102.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 (40), ч. 1. С. 182–189.Ageev E. V., Gadalov V. N., Ageeva E. V., Bobryshev R. V. Poroshki, poluchennye elektroerozionnym dispergirovaniem otkhodov tverdykh splavov – perspektivnyi material dlya vosstanovleniya detalei avtotraktornoi tekhniki [Powders obtained by electroerosive dispersion of solid alloy waste a promising material for the restoration of parts of automotive equipment]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2012, no. 1, pt. 1 (40), pp. 182–189.Изучение строения и свойств твердосплавных электроэрозионных порошков, используемых для восстановления и упрочнения деталей автотракторной техники / Е. В. Агеев, Е. В. Агеева, А. А. Давыдов, С. А. Бондарев, Е. П. Новиков, А. Ю. Молодкин // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 2. С. 69–72.Ageev E. V., Ageeva E. V., Davydov A. A., Bondarev S. A., Novikov E. P., Molodkin A. Yu. Izuchenie stroeniya i svoistv tverdosplavnykh elektroerozionnykh poroshkov, ispol'zuemykh dlya vosstanovleniya i uprochneniya detalei avtotraktornoi tekhniki [The study of the structure and properties of carbide electroerosion powders used for the restoration and hardening of parts of automotive equipment]. Vestnik Kurskoi gosudarstvennoi sel'skokhozyaistvennoi akademii = Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy, 2013, no. 2, pp. 69–72.Байрамов P. K. Получение высокодисперсных порошков металлов и их соединений электроискровым диспергированием металлов: монография. М: Изд. дом МИСиС, 2012. 80 с.Bayramov P. K. Poluchenie vysokodispersnykh poroshkov metallov i ikh soedinenii elektroiskrovym dispergirovaniem metallov [Obtaining highly dispersed powders of metals and their compounds by electric spark dispersion of metals]. Moscow, MISIS Publ., 2012. 80 p.Elemental composition of the powder particles produced by electric discharge dispersion of the wastes of a VK8 hard alloy / R. A. Latypov, G. R. Latypova, E. V. Ageev, A. Y. Altukhov, E. V. Ageeva // Russian Metallurgy (Metally). 2017. Vol. 2017, no. 12. Р. 1083–1085.Latypov R. A., Latypova G. R., Ageev E. V., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Elemental composition of the powder particles produced by electric discharge dispersion of the wastes of a VK8 hard alloy. Russian Metallurgy (Metally), 2017, vol. 2017, no. 12, pр. 1083–1085.Артамонов Б. А., Круглов А. И., Стебаев Л. И. Генераторы импульсов для электроэрозионной обработки. М.: Машиностроение, 1976. 124 с.Artamonov B. A., Kruglov A. I., Stebaev L. I. Generatory impul'sov dlya elektroerozionnoi obrabotki [Pulse generators for electroerosion treatment]. Moscow, Ma-shinostroenie Publ., 1976. 124 p.Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А. Исследование влияния электрических параметров установки на процесс порошкообразования при электроэрозионном диспергировании отходов твердого сплава // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. Т. 11, № 5, ч. 2. С. 238–240.Ageev E. V., Semenikhin B. A., Latypov R. A. Issledovanie vliyaniya elektricheskikh parametrov ustanovki na protsess poroshkoobrazovaniya pri elektroerozionnom dispergirovanii otkhodov tverdogo splava [Investigation of the influence of electrical parameters of the installation on the process of powder formation during the electroerosion dispersion of solid alloy waste]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk = Izvestiya Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2009, vol. 11, no. 5–2, pp. 238–240.Рентгеноспектральный микроанализ нихромового порошка, полученного методом электроэрозионного диспергирования в среде керосина / Е. В. Агеев, А. А. Горохов, А. Ю. Алтухов, А. В. Щербаков, С. В. Хардиков // Известия Юго-Западного государственного университета. 2016. № 1 (64). С. 26–31.Ageev E. V., Gorokhov A. A., Altukhov A. Yu., Shcherbakov A. V., Hardikov S. V. Rentgenospektral'nyi mikroanaliz nikhromovogo poroshka, poluchennogo metodom elektroerozionnogo dispergirovaniya v srede kerosina [X-ray spectral microanalysis of nichrome powder obtained by the method of electroerosive dispersion in kerosene medium]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2016, no. 1 (64), pp. 26–31.Пикалов С. В., Агеев Е. В., Агеева А. Е. Разработка и исследование высокопрочных быстрорежущих сталей на основе диспергированных электроэрозией частиц сплава Р6М5 // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 11, № 4. С. 53–67.Pikalov S. V., Ageev E. V., Ageeva A. E. Razrabotka i issledovanie vysokoprochnykh bystrorezhushchikh stalei na osnove dispergirovannykh elektroeroziei chastits splava R6M5 [Development and research of high-strength high-speed steels based on particles of alloy P6M5 dispersed by electroerosion]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2020, vol. 11, no. 4, pp. 53–67.Триботехнические свойства пластичных смазочных композиционных материалов с наполнителями из дисперсных частиц меди и цинка / В. В. Медведева, А. Д. Бреки, Н. А. Крылов, С. Е. Александров, А. Е. Гвоздев, Н. Е. Стариков, Н. Н. Сергеев, Е. В. Агеев, А. Н. Сергеев, Д. В. Малий, Д. А. Провоторов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2016. № 2 (65). С. 109–119.Medvedeva V. V., Breki A. D., Krylov N. A., Alexandrov S. E., Gvozdev A. E., Starikov N. E., Sergeev N. N., Ageev E. V., Sergeev A. N., Maliy D. V., Provotorov D. A. Tribotekhnicheskie svoistva plastichnykh smazochnykh kompozitsionnykh materialov s napolnitelyami iz dispersnykh chastits medi i tsinka [Tribotechnical properties of plastic lubricating composite materials with fillers from dispersed particles of copper and zinc]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2016, no. 2 (65), pp. 109–119.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.