techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2023-13-3-34-43techusgu-164Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEСтруктура и свойства электроэрозионных порошков, полученных из отходов латуни ЛС58-3 в спирте изопропиловомStructure and Properties of Electroerosion Powders Obtained from LS58-3 Brass Waste in Isopropyl Alcoholhttps://orcid.org/0000-0001-8457-6565АгееваЕ. В.AgeevaE. V.

Агеева Екатерина Владимировна, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии материалов и транспорта 

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

Ekaterina V. Ageeva, Doctor of Sciences (Engineering), Associate Professor, Professor of the Department of Materials Technology and Transport, Southwest State University 

 50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040, Russian Federation 

ageeva-ev@mail.ruСеребровскийВ. В.SerebrovskyV. V.

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

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

Vadim V. Serebrovsky, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Professor of the Department of Software Engineering 

 50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040, Russian Federation 

svi.doc@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8460-3364ПереверзевА. С.PereverzevA. S.

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

Researcher ID C-4041-2019

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

Anton S. Pereverzev, Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor of the Department of Materials and Transport Technology

Researcher ID C-4041-2019 

 50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040, Russian Federation 

chaser-93@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0434-6629АболмасоваЛ. С.AbolmasovaL. S.

Аболмасова Лилия Сергеевна, аспирант кафедры технологии материалов и транспорта

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

Liliya S. Abolmasova, Post-Graduate Student of the Department of Materials and Transport Technology 

 50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040, Russian Federation 

lili4695@mail.ruЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2023290920231333443Copyright © Агеева Е.В., Серебровский В.В., Переверзев А.С., Аболмасова Л.С., 20232023Агеева Е.В., Серебровский В.В., Переверзев А.С., Аболмасова Л.С.Ageeva E.V., Serebrovsky V.V., Pereverzev A.S., Abolmasova L.S.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/164

Цель исследования. Изучение структуры и свойств порошков, полученных электроэрозией сплава ЛС58-3 в углеродсодержащей среде – спирте изопропиловом.Методы. Процесс электроэрозии отходов сплава ЛС58-3 проводили на запатентованной установке, в качестве металлоотходов применялись отходы сплава ЛС58-3. В качестве рабочей жидкости был выбран спирт изопропиловый, являющийся углеродсодержащей средой.Исследования морфологии и гранулометрического состава получаемых частиц проводились на электронно-ионном сканирующем микроскопе Quanta 600 FEG и лазерном анализаторе размеров частиц Analysette 22 NanoTec соответственно.Рентгеноспектральный микроанализ порошков проводили на энергодисперсионном анализаторе рентгеновского излучения фирмы EDAX (Нидерланды), встроенном в растровый электронный микроскоп QUANTA 200 3D (Нидерланды). Фазовый анализ порошков выполняли на рентгеновском дифрактометре Rigaku Ultima IV (Япония).Результаты. Анализ морфологии полученных порошков показал, что частицы имеют в основном сферическую и эллиптическую форму, а также агломераты. Анализ распределения по размерам частиц порошка, показал, что средний размер частиц составляет 24 мкм. Данный размер частиц получен на режиме работы установки, при котором процесс электроэрозии протекает стабильно.Анализ элементного состава установил, что на поверхности частиц порошка содержится свободный углерод. Остальные химические элементы Cu, Zn, Pb, Sn распределены относительно равномерно. Наличие свободного углерода обусловлено химическим составом среды диспергирования, являющейся углеродсодержащей.Рентгеноструктурный анализ полученных порошков показал наличие фаз Cu3Zn, Pb, ZnO, CuO2, SnO2. Карбидообразующих элементов в составе сплава нет.Экспериментально установлено, что на состав, структуру и свойства шихты диспергированной электроэрозией латуни ЛС58-3 оказывает влияние химический состав рабочей жидкости, а также режимы диспергирования.Заключение. На основании проведенных экспериментальных исследований можно заключить, что использование технологии электроэрозионного диспергирования для переработки отходов латуни ЛС58-3 и получение порошков на её основе является актуальным. Отмечено, что частицы получаемой шихты обладают заданным комплексом свойств и могут быть использованы различными методами порошковой металлургии.

Purpose of research. Study of the structure and properties of powders obtained by electroerosion of the LS58-3 alloy in a carbon-containing medium - isopropyl alcohol.Methods. The process of electrical erosion of LS58-3 alloy waste was carried out on a patented installation, LS58-3 alloy waste was used as metal waste. Isopropyl alcohol, which is a carbon-containing medium, was chosen as the working fluid.Studies of the morphology and granulometric composition of the obtained particles were carried out on an electron-ion scanning microscope "Quanta 600 FEG" and a laser particle size analyzer Analysette 22 NanoTec", respectively.X-ray spectral microanalysis of powders was carried out on an energy-dispersive X-ray analyzer from EDAX (Netherlands) built into a scanning electron microscope QUANTA 200 3D (Netherlands). The phase analysis of the powders was performed on a Rigaku Ultima IV X-ray diffractometer (Japan).Results. An analysis of the morphology of the obtained powders showed that the particles are mainly spherical and elliptical in shape, as well as agglomerates.Analysis of the particle size distribution of the powder obtained using the Analysette 22 NanoTec particle size analyzer showed that the average particle size is 24 µm. This particle size was obtained in the operating mode of the installation, in which the electroerosion process proceeds stably.Analysis of the elemental composition has established that free carbon is contained on the surface of the powder particles. The remaining chemical elements Cu, Zn, Pb, Sn are distributed relatively evenly. The presence of free carbon is due to the chemical composition of the dispersion medium, which is carbon-containing.X-ray diffraction analysis of the obtained powders showed the presence of Cu3Zn, Pb, ZnO, CuO2, SnO2 phases. There are no carbide-forming elements in the composition of the alloy.It has been experimentally established that the composition, structure and properties of the charge of LS58-3 brass dispersed by electroerosion are affected by the chemical composition of the working fluid, as well as the dispersion modes.Conclusion. On the basis of the conducted experimental studies, it can be concluded that the use of electroerosive dispersion technology for the processing of LS58-3 brass waste and the production of powders based on it is relevant. It is noted that the particles of the resulting charge have a given set of properties and can be used by various methods of powder metallurgy.

латуньэлектроэрозионное диспергированиеотходыпорошокbrasselectroerosive dispersionwastepowderРабота выполнена в рамках реализации программы развития ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет» проекта «Приоритет-2030».ReferencesНовиков 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.Novikov E. P., Ageev E. V., Sytchenko A. D. K voprosu o pererabotke alyuminievykh otkhodov elektroerozionnym dispergirovaniem [To the question of processing of aluminum waste by electroerosion dispersion]. Sovremennye materialy, tekhnika i tekhnologii = Modern materials, technology and technologies, 2015, vol. 1(1), pp. 169–172.Агеев Е. В., Агеева Е. В., Хорьякова Н. М. Состав и свойства медных порошков, полученных электроэрозионным диспергированием. Курск: Университетская книга, 2014. 144 с.Ageev E. V., Ageeva E. V., Khoriakova N. M. Sostav i svoistva mednykh poroshkov, poluchennykh elektroerozionnym dispergirovaniem [Composition and properties of copper powders obtained by electroerosion dispersion]. Kursk, Universitetskaya kniga Publ., 2014. 144 p.Исследование химического состава порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е. В. Агеев, Б. А. Семенихин, Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5-1 (38). С. 138a–144.Ageev E. V., Semenikhin B. A., Ageeva E. V., Latypov R. A. Issledovanie khimicheskogo sostava poroshkov, poluchennykh elektroerozionnym dispergirovaniem tverdogo splava [Investigation of the chemical composition of powders obtained by electroerosion dispersion of hard alloy]. Izvestiya YugoZapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2011, no. 5-1 (38), pp. 138–144.Получение твердосплавных изделий холодным изостатическим прессованием электроэрозионных порошков и их исследование / Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов, П. И. Бурак, Е. В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 5 (50). С. 116–125.Ageeva E. V., Latypov R. A., Burak P. I., Ageev E. V. Poluchenie tverdosplavnykh izdelii kholodnym izostaticheskim pressovaniem elektroerozionnykh poroshkov i ikh issledovanie [Production of hard alloy products by cold isostatic pressing of electroerosion powders and their research]. Izvestiya YugoZapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2011, no. 5 (50), pp. 116–125.Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5-2 (44). С. 99–102.Ageev E. V., Latypova G. R., Davydov A. A., Ageeva E. V. Provedenie rentgenospektral'nogo mikroanaliza tverdosplavnykh elektroerozionnykh poroshkov [X-ray spectral microanalysis of carbide electroerosion powders]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2012, no. 5-2 (44), 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. № 1-1 (40). 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 electroerosion dispersion of hard alloy waste - a promising material for the restoration of auto tractor parts]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2012, no. 1-1 (40), pp. 82–189.Шеховцова Ю. С., Ролдугина В. А., Ермолаева Т. Н. Разработка методики рентгено-флуоресцентного анализа стартовых металлургических смесей // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 4. С. 209–221.Shekhovtsova Yu. S., Roldugina V. A., Ermolaeva T. N. Razrabotka metodiki rentgenofluorestsentnogo analiza startovykh metallurgicheskikh smesei [Development of a technique for X-ray fluorescence analysis of starting metallurgical mixtures]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology, 2022, vol. 12, no. 4, pp. 209–221.Качанов И. В., Шаталов И. М., Рубченя А. А. Моделирование процесса скоростного выдавливания биметаллических резцов для дорожных машин в среде программы DEFORM-3D // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 3. С. 198–203.Kachanov I. V., Shatalov I. M., Rubchenya A. A. Modelirovanie protsessa skorosnogo vydavlivaniya bimetallicheskikh reztsov dlya dorozhnykh mashin v srede programmy DEFORM-3D [Simulation of the process of high-speed extrusion of bimetallic cutters for road machines in the environment of the DEFORM-3D program]. Nauka i tekhnika = Science and Technology, 2018, vol. 17.3, pp. 198–203.Милях А. Н., Муратов В. А., Щерба А. А. Особенности управления режимами источников питания установок электроэрозионного диспергирования металлов // Проблемы преобразовательной техники. 1983. Ч. 5. С. 201–204.Milyakh A. N., Muratov V. A., Shcherba A. A. Osobennosti upravleniya rezhimami istochnikov pitaniya ustanovok elektroerozionnogo dispergirovaniya metallov [Peculiarities of managing modes of power sources of installations of electroerosion dispersion of metals]. Problemy preobrazovatel'noi tekhniki = Problems of transformative technology, 1983, pt. 5, pp. 201–204.Аскарходжаев Т. И., Пирнаев Ш. А. Роль дорожных фрез в технологии ремонта изношенного дорожного полотна // Транспорт шелкового пути. 2019. № 3–4. С. 109–120.Askarkhodzhaev T. I., Pirnaev Sh. A. Rol' dorozhnykh frez v tekhnologii remonta iznoshennogo dorozhnogo polotna [The role of road cutters in the technology of repairing a worn roadbed]. Transport shelkovogo puti = Silk Road Transport, 2019, vol. 3–4, pp. 109–120.Рамазанов Г. Х. Износ инструмента дорожной фрезы и модели эффективности резания // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2023. № 1(139). С. 43–48.Ramazanov G. Kh. Iznos instrumenta dorozhnoi frezy i modeli effektivnosti rezaniya [Wear of a road milling tool and a model of cutting efficiency]. Naukoemkie tekhnologii v mashinostroenii = Scienceintensive technologies in mechanical engineering, 2023, vol. 1(139), pp. 43–48.Фурманов Д. В., Шамахов Л. М., Лысаков Н. Э. Влияние износа режущего элемента дорожной фрезы на силу сопротивления резанию асфальтобетона // Вестник СибАДИ. 2023. 20(2). С. 204–216.Furmanov D. V., Shamakhov L. M., Lysakov N. E. Vliyanie iznosa rezhushchego elementa dorozhnoi frezy na silu soprotivleniya rezaniyu asfal'tobetona [Influence of wear of the cutting element of a road mill on the cutting resistance force of asphalt concrete]. Vestnik SibADI = The Russian Automobile and Highway Industry Journal, 2023, vol. 20(2), pp. 204–216.Рентгеноспектральный и рентгеноструктурный анализ электроэрозионных порошковых материаловиз отходов стали Р18 / Н. Н. Карпенко, Р. А. Латыпов, Е. В. Агеева, В. Ю. Карпенко // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 23–38.Karpenko N. N., Latypov R. A., Ageeva E. V., Karpenko V. Yu. Rentgenospektral'nyi i rentgenostrukturnyi analiz elektroerozionnykh poroshkovykh materialov iz otkhodov stali R18 [X-ray spectral and X-ray diffraction analysis of electroerosive powder materials from R18 steel waste]. Izvestiya YugoZapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2022, vol. 12(3), pp. 23–38.Validation of secondary fluorescence excitation in quantitative X-ray fluorescence analysis of thin alloy films / A. Wählisch, C. Streeck, P. Hönicke, B. Beckhoffa // J. Anal. At. Spectrom. 2020. Vol. 35. Р. 1664–1670. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ja/d0ja00171fWählisch A., Streeck C., Hönicke P., Beckhoff B. Validation of secondary fluorescence excitation in quantitative X-ray fluorescence analysis of thin alloy films. J. Anal. At. Spectrom., 2020, vol. 35, pp. 1664–1670. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ja/d0ja00171fАгеева Е. В., Поданов В. О., Воробьев Ю. С. Исследование химсостава жаропрочных сплавов методом рентгено-флуоресцентного анализа на примере турбинной лопатки // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 10, № 4. С. 35–47.Ageeva E. V., Podanov V. O., Vorobyov Yu. S. Issledovanie khimsostava zharoprochnykh splavov metodom rentgenofluorestsentnogo analiza na primere turbinnoi lopatki [Study of the chemical composition of heat-resistant alloys by X-ray fluorescence analysis on the example of a turbine blade]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2020, vol. 10(4), pp. 35–47.Полякова М. А., Босикова Е. Ю. Особенности применения рентгено-флуоресцентного анализа для определения состава материалов // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. 2017. № 16. С. 92–98.Polyakova M. A., Bosikova E. Yu. Osobennosti primeneniya rentgenofluorestsentnogo analiza dlya opredeleniya sostava materialov [Features of the use of X-ray fluorescence analysis to determine the composition of materials]. Tekhnologii metallurgii, mashinostroeniya i materialoobrabotki = Technologies of metallurgy, mechanical engineering and material processing, 2017, vol. 16, pp. 92–98.Агеева Е. В., Королев М. С., Воробьев Ю. С. Исследование элементного состава свинцовосурьмянистых сплавов методом рентгенофлуоресцентного анализа // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 10, № 4. С. 8–21.Ageeva E. V., Korolev M. S., Vorobyov Yu. S. Issledovanie elementnogo sostava svintsovosur'myanistykh splavov metodom rentgenofluorestsentnogo analiza [Investigation of the elemental composition of lead-antimony alloys by X-ray fluorescence analysis]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2020, vol. 10(4), pp. 8–21.Об использовании нитроцементованной стали 30ХГТ для резцов дорожных фрез / В. И. Колмыков, Д. Н. Романенко, К. И. Абышев, С. П. Нефедьев, Р. Р. Дема // Современные проблемы сварочного производства: сборник научных трудов / под ред. М. А. Иванова, И. А. Ильина. Челябинск: Изд. центр. ЮУрГУ, 2016. С. 290–299.Kolmykov V. I., Romanenko D. N., Abyshev K. I., Nefediev S. P., Dema R. R. Ob ispol'zovanii nitrotsementovannoi stali 30KHGT dlya reztsov dorozhnykh frez [On the use of nitrocarburized steel 30KHGT for cutters of cold cutters]. Sovremennye problemy svarochnogo proizvodstva. Sbornik nauchnykh trudov [Modern problems of welding production. Collection of scientific papers]; ed. by M. A. Ivanov, I. A. Ilyin. Chelyabinsk, Izd. Centr YuURGU, 2016, pp. 290–299.Кирюшкина Н. А., Кузнецова В. Н. Повышение долговечности работы резцов дорожной фрезы // Актуальные проблемы науки и техники глазами молодых ученых: материалы Международной научно-практической конференции. Омск: Сиб. гос. автомобильно-дорожный унив. (СибАДИ), 2016. С. 264–267.Kiryushkina N. A., Kuznetsova V. N. Povyshenie dolgovechnosti raboty reztsov dorozhnoi frezy [Increasing the durability of the cutters of a road mill]. Aktual'nye problemy nauki i tekhniki glazami molodykh uchenykh. Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Actual problems of science and technology through the eyes of young scientists. Materials of the International scientific-practical conferencee]. Omsk, Siberian St. Automobile and Highway Univ. Publ., 2016, pp. 264–267.Патент № 2449859 Российская Федерация, МПК B22F 9/14, B23H 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов / Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А., Аниканов В. И. № 2010104316/02, заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. № 13.Ageev E. V., Semenikhin B. A., Latypov R. A., Anikanov V. I. Ustanovka dlya polucheniya nanodispersnykh poroshkov iz tokoprovodyashchikh materialov [Installation for the production of nanodisperse powders from conductive materials. Patent RF, no. 2449859, 2012.

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