techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2025-15-1-71-81techusgu-313Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEМорфология, материальный баланс и динамика накопления электроэрозионных никелевых порошковMorphology, material balance and dynamics of accumulation of electroerosion Nickel powdershttps://orcid.org/0009-0000-0444-298XУлитинД. А.UlitinD. А.

Улитин Дмитрий Алексеевич, аспирант кафедры технологии материалов и транспорта

г. Курск

Dmitry A. Ulitin, Post-Graduate Student of the Department of Technology of Materials and Transport

Kursk

ulitdmitr@gmail.comЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2025070420251517181Copyright © Улитин Д.А., 20252025Улитин Д.А.Ulitin D.А.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/313Цель

Цель. Исследование морфологии, определение материального баланса и динамики накопления электроэрозионных никелевых порошков.Методы. Для анализа формы и морфологии поверхности частиц никелевых порошков, а также составления материального баланса и динамики их накопления были получены электроэрозионные никелевые порошки методом электроэрозионного диспергирования из отходов никеля марки ПНК-0Т1 в двух различных средах диэлектрика: керосине авиационном и воде дистиллированной. Рабочие значения параметров ЭЭД: напряжение на электродах 115–120 В для керосина и 98–105 В для воды соответственно; емкость конденсаторов 44,0–45,5 мкФ для керосина и 60,0–62,0 мкФ для воды соответственно; частота импульсов 60–65 Гц для керосина и 100–110 Гц для воды соответственно. Микроанализ частиц порошка был проведен с помощью растрового электронного микроскопа QUANTA 600 FEG.Результаты. Морфологические исследования, направленные на определение формы поверхности частиц ЭЭНП, позволили установить, что частицы характеризуются сферической и реже – эллиптической формой, а также отмечено образование агломератов из частиц наименьшего диаметра. Максимальные потери материала в процессе ЭЭД составляют 0,7% от общей массы. Производительность процесса ЭЭД никелевых отходов составляет 4,3 г/час для воды дистиллированной и 2,3 г/час для керосина авиационного.

Заключение

Заключение. Полученные результаты исследований могут быть использованы для разработки нового тяжелого псевдосплава с использованием металлоотходов дорогостоящего никелевого сырья методом электроэрозионного диспергирования с последующим совершенствованием и оптимизацией состава и структуры сплава для достижения необходимых характеристик нового тяжелого псевдосплава. 

Purpose. Investigation of morphology, determination of material balance and dynamics of accumulation of electroerosive nickel powders.Methods. To analyze the shape and morphology of the surface of nickel powder particles, as well as to compile the material balance and dynamics of their accumulation, electroerosion nickel powders were obtained by electroerosion dispersion from PNK-0T1 nickel waste in two different dielectric media: aviation kerosene and distilled water. The operating values of the EED parameters are: voltage at the electrodes 115-120 V for kerosene and 98-105 V for water, respectively; capacitor capacity 44.0–45.5 UF for kerosene and 60.0–62.0 UF for water, respectively; pulse frequency 60-65 Hz for kerosene and 100-110 Hz for water, respectively. Microanalysis of the powder particles was performed using a QUANTA 600 FEG scanning electron microscope.Results. Morphological studies aimed at determining the shape of the surface of the EENP particles made it possible to establish that the particles are characterized by a spherical and, more rarely, an elliptical shape, and the formation of aggregates from particles of the smallest diameter was also noted. The maximum loss of material in the EED process is 0.7% of the total mass. The efficiency of the nickel waste EED process is 4.3 g/hour for distilled water and 2.3 g/hour for aviation kerosene.Conclusion. The obtained research results can be used to develop a new heavy pseudo-alloy using metal waste from expensive nickel raw materials by electroerosion dispersion with subsequent improvement and optimization of the alloy composition and structure to achieve the necessary characteristics of a new heavy pseudo-alloy.

никельметаллоотходыэлектроэрозионное диспергированиедистиллированная водакеросинпорошокморфологияматериальный балансдинамикаNickelmetal wasteelectroerosion dispersiondistilled waterkerosenepowdermorphologymaterial balancedynamicsReferencesВальтер А.И., Кожевников Л.С. Сравнение структуры и механических свойств вольфрамового тяжелого сплава ВНЖ95 при твердофазном и жидко-фазном спекании // Эпоха науки. 2024. № 37. С. 27-30 – EDN VSPMHY.Walter A.I., Kozhevnikov L.S. Comparison of the structure and mechanical properties of tungsten heavy alloy VNJ 95 in solid-phase and liquid-phase sintering // The age of science. 2024. No. 37. pp. 27-30 – EDN VSPMHY.Григорьева Т.Ф., Дьячкова Л.Н., Ильющенко А.Ф., Осипов В.А., Во-смериков С.В., Девяткина Е.Т. Псевдосплавы на основе вольфрама для защиты от ионизирующего излучения, полученные с использованием механоактивиро-ванных прекурсоров // Технологическое обеспечение машиностроительных про-изводств. Сборник статей Международной научно-технической конференции. Могилев, 2024. С. 6-12. – EDN XYKGBK.Grigorieva T.F., Dyachkova L.N., Ilyushchenko A.F., Osipov V.A., Voro-nikov S.V., Devyatkina E.T. Tungsten-based pseudoalloys for protection from ioniz-ing radiation obtained using mechanoactivated precursors // Technological support of machine-building products. Collection of articles of the International Scientific and Technical Conference. Mogilev, 2024. pp. 6-12. – EDN XYKGBK.Кузнецова О.Г., Левин А.М., Севостьянов М.А., Цыбин О.И., Больших А.О. Электрохимическая переработка тяжелого сплава W-Ni-Fe постоянным и переменным током в аммиачно-щелочных растворах // Металлы. 2021. №3. С.21-29. EDN SAKYIJ.Kuznetsova O.G., Levin A.M., Sevostyanov M.A., Tsybin O.I., Bolshykh A.O. Electrochemical processing of a heavy W-Ni-Fe alloy by direct and alternating current in ammonia-alkaline solutions // Metals. 2021. No.3. pp.21-29. EDN SAKYIJ.Кузнецова, О. Г. Получение микродисперсного железо-никелевого по-рошка в процессе электрохимической переработки тяжелых вольфрамовых сплавов типа ВНЖ / О. Г. Кузнецова, А. М. Левин, М. А. Севостьянов // Труды Кольского научного центра РАН. – 2021. – Т. 12, № 2(5). – С. 148-153. – DOI 10.37614/2307-5252.2021.2.5.030. – EDN JXRCTM.Kuznetsova, O. G. Obtaining a microdispersed iron-nickel powder in the process of electrochemical processing of heavy tungsten alloys of the type of resi-dence permit / O. G. Kuznetsova, A.M. Levin, M. A. Sevostyanov // Proceedings of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. – 2021. – Vol. 12, No. 2(5). – pp. 148-153. – DOI 10.37614/2307-5252.2021.2.5.030. – EDN JXRCTM.Савич В.В. Псевдосплавы: преимущества перед традиционными мате-риалами // Приборостроение-2022. Материалы 15-й Международной научно-технической конференции. Минск, 2022. С. 328-331 – EDN CFUIGP.Savich V.V. Pseudo-alloys: advantages over traditional materials // Instru-mentation-2022. Materials of the 15th International Scientific and Technical Confer-ence. Minsk, 2022. pp. 328-331 – EDN CFUIGP.Кукареко В.А., Астрашаб Е.В., Белоцерковский М.А., Григорчик А.Н., Сосновский А.В. Структура, фазовый состав и триботехнические свойства псев-досплавов различных составов, напыленных методом высокоскоростной метал-лизации // Современные методы и технологии создания и обработки материалов. Сборник научных трудов. Минск, 2019. С. 51-58. – EDN PXBXUZ.Kukareko V.A., Astrashab E.V., Belotserkovsky M.A., Grigorchik A.N., Sosnovsky A.V. Structure, phase composition and tribotechnical properties of psev-alloys of various compositions sprayed by the method of high-speed metallization // Modern methods and technologies of creation and processing of materials. Collection of scientific papers. Minsk, 2019. pp. 51-58. – EDN PXBXUZ..Кубанова А.Н., Гвоздев А.Е. История развития порошковой металлур-гии и ее применение в современных технологиях // Чебышевский сборник. 2021. Т. 22. № 2 (78). С. 437-448. – EDN RLPLOH.Kubanova A.N., Gvozdev A.E. The history of the development of powder metallurgy and its application in modern technologies // Chebyshevsky collection. 2021. vol. 22. No. 2 (78). pp. 437-448. – EDN RLPLOH.Агеев, Е. В. Оптимизация процесса изготовления жаропрочного никеле-вого сплава путем искрового плазменного спекания порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов ЖС6У в воде / Е. В. Агеев, В. О. Поданов, А. Е. Агеева // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2023. – Т. 19, № 4(220). – С. 170-174. – DOI 10.36652/1813-1336-2023-19-4-170-174. – EDN ZHOTUI.Ageev E. V., Podanov V. O., Ageeva A. E. Optimization of the manufactur-ing process of heat-resistant nickel alloy by spark plasma sintering of powders ob-tained by electroerosion dispersion of ZHS6U waste in water / E. V. Ageev, Podanov V. O., Ageeva A. E. // Hardening technologies and coatings. – 2023. – Vol. 19, No. 4(220). – pp. 170-174. – DOI 10.36652/1813-1336-2023-19-4-170-174. – EDN ZHOTUI.Криницын М.Г., Первиков А.С., Торопков Н.Е., Лернер М.И. Исследо-вание порошковых материалов псевдосплава W-CU // Актуальные проблемы со-временной механики сплошных сред и небесной механики - 2021. Материалы XI Всероссийской научной конференции с международным участием. Под редак-цией М.Ю. Орлова. Томск, 2022. С. 373-377.– EDN QLPREX.Krinitsyn M.G., Permyakov A.S., Toropov N.E., Lerner M.I. Investigation of powder materials of pseudo-alloy W-CU // Actual problems of modern continuum mechanics and celestial mechanics - 2021. Materials of the XI All-Russian Scientific Conference with international participation. Edited by M.Y. Orlov. Tomsk, 2022. pp. 373-377.– EDN QLPREX.Бреки А. Д., Толочко О. В., Стариков Н. Е. Оценка влияния жидкого смазочного композиционного материала с наночастицами геомодификатора на трение в подшипниковом узле // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2015. – № 3(16). – С. 17-23. – EDN UZCDRR.Breki A.D., Tolochko O. V., Starikov N. E. Assessment of the effect of a liquid lubricating composite material with geomodifier nanoparticles on friction in a bearing assembly // Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Se-ries: Engineering and Technology. – 2015. – № 3(16). – Pp. 17-23. – EDN UZCDRR.Hou C. et al. W-Cu composites with submicron-and nanostructures: pro-gress and challenges // NPG Asia Materials. 2019. Vol. 11. No. 1. P. 1-20. – EDN QXPMTE.Hou C. et al. W-Cu composites with submicron-and nanostructures: pro-gress and challenges // NPG Asia Materials. 2019. Vol. 11. No. 1. P. 1-20. – EDN QXPMTE.Металлография металлов, порошковых материалов и покрытий, полу-ченных электроискровыми способами / В. Н. Гадалов, В. Г. Сальников, Е. В. Агеев, Д. Н. Романенко. – Москва : Инфра-М, 2011. – 468 с. – ISBN 978-5-16-004925-0. – EDN SDQRQT.Metallography of metals, powder materials and coatings obtained by elec-tric spark methods / V. N. Gadalov, V. G. Salnikov, E. V. Ageev, D. N. Romanenko. Moscow : Infra-M, 2011. 468 p. ISBN 978-5-16-004925-0. EDN SDQRQT.Структура и свойства порошков, полученных электродиспергировани-ем чистых никелевых металлоотходов в дистиллированной воде / Е. В. Агеева, О. Г. Локтионова, Д. А. Улитин, А. Е. Агеева // Известия Юго-Западного госу-дарственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2024. – Т. 14, № 3. – С. 8-18. – DOI 10.21869/2223-1528-2024-14-3-8-18. – EDN EIEGZE.Structure and properties of powders obtained by electrodispersion of pure nickel metal waste in distilled water / E. V. Ageeva, O. G. Lok-tionova, D. A. Ulitin, A. E. Ageeva // Proceedings of the Southwestern State University. Series: Engineer-ing and technology. – 2024. – Vol. 14, No. 3. – pp. 8-18. – DOI 10.21869/2223-1528-2024-14-3-8-18. – EDN EIEGZE.Пат. 2449859 Российская Федерация, МПК С22F 9/14, С23Н 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопро-водящих материалов [Текст] / Агеев Е.В., Латыпов Р.А. и [др.]; заявитель и па-тентообладатель Юго-Зап. гос.ун-т. – № 2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. № 13Pat. 2449859 Russian Federation, IPC C22F 9/14, C23H 1/02, B82Y 40/00. Installation for the production of nanodisperse powders from conductive mate-rials [Text] / Ageev E.V., Latypov R.A. and [others.]; the applicant and the patent holder of the South-West State University. – No. 2010104316/02; application 08.02.2010; publ. 10.05.2012, Bul. No. 13Кузнецова О.Г., Левин А.М., Севостьянов М.А. Модернизация элек-трохимической переработки тяжелых вольфрамовых сплавов с помощью пере-менного тока // новые материалы и перспективные технологии. Шестой междис-циплинарный научный форум с международным участием. Москва, 2020. С. 433-437. – EDN CHJJXP.Kuznetsova O.G., Levin A.M., Sevostyanov M.A. Modernization of elec-trochemical processing of heavy tungsten alloys using alternating current // new mate-rials and promising technologies. The sixth interdisciplinary scientific forum with in-ternational participation. Moscow, 2020. pp. 433-437. – EDN CHJJXP.Агеева, А. Е. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ частиц порошка ЭЛЕКТРОКОРУНДА, ПОЛУЧЕННОГО ЭЛЕКТРОДИСПЕРГИРОВАНИЕм ОТХОДОВ алюминия марки АД0Е / А. Е. Агеева, Е. П. Новиков // Современные материалы, техника и технологии. – 2022. – № 4(43). – С. 12-21. – EDN VKZOYY.Ageeva, A. E. DIMENSIONAL ANALYSIS of particles of ELECTROCORUNDUM powder OBTAINED BY ELECTRODISPERSING alumi-num WASTE of the AD0E brand / A. E. Ageeva, E. P. Novikov // Modern materials, machinery and technologies. – 2022. – № 4(43). – Pp. 12-21. – EDN VKZOYY..Рентгеноспектральный микроанализ нихромового порошка, получен-ного методом электроэрозионного диспергирования в среде керосина / Е. В. Агеев, А. А. Горохов, А. Ю. Алтухов [и др.] // Известия Юго-Западного госу-дарственного университета. – 2016. – № 1(64). – С. 26-31. – EDN VXDVNX.X-ray spectral microanalysis of nichrome powder obtained by electroero-sion dispersion in kerosene medium / E. V. Ageev, A. A. Gorokhov, A. Yu. Altu-khov [et al.] // Proceedings of the Southwestern State University. – 2016. – № 1(64). – Pp. 26-31. – EDN VXDVNX.Плесовских А.Ю., Крылова С.Е. Исследование структуры и свойств износостойкого газотермического покрытия с содержанием вольфрама // Frontier Materials & Technologies. 2023. № 2. С. 89-101. – EDN UQIPRW.Plesovskikh A.Yu., Krylova S.E. Investigation of the structure and proper-ties of a wear-resistant thermal gas coating with a tungsten content // Frontier Materi-als & Technologies. 2023. No. 2. pp. 89-101. – EDN UQIPRW.Аболмасова, Л. С. Материальный баланс процесса электроэрозионного диспергирования отходов твердых сплавов латуни марки ЛС58-3 в воде дистил-лированной / Л. С. Аболмасова, Е. В. Агеев // Инновационные идеи в машино-строении : Cборник научных трудов Всероссийской научно-практической кон-ференции молодых ученых, Санкт-Петербург, 24–26 мая 2022 года / Под редак-цией А.А. Поповича, Д.П. Гасюка. – Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2022. – С. 538-542. – EDN XFUDRK.Abolmasova, L. S. The material balance of the process of electroerosion dispersion of waste of LS58-3 grade brass alloys in distilled water / L. S. Abol-masova, E. V. Ageev // Innovative ideas in mechanical engineering : Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference of Young Scientists, St. Peters-burg, May 24-26, 2022 / Edited by A.A. Popovich, D.P. Gasyuk. – St. Petersburg: POLYTECH PRESS, 2022. – pp. 538-542. – EDN XFUDRK.Жиров, Д. К. Исследование влияния времени механоактивации в цен-тробежной мельнице на характеристики порошков оксида никеля / Д. К. Жиров // Химическая физика и мезоскопия. – 2021. – Т. 23, № 3. – С. 346-352. – DOI 10.15350/17270529.2021.3.31. – EDN RAMIEB.Zhirov, D. K. Investigation of the effect of mechanical activation time in a centrifugal mill on the characteristics of nickel oxide powders / D. K. Zhirov // Chem-ical Physics and mesoscopy. - 2021. – Vol. 23, No. 3. – PP. 346-352. – DOI 10.15350/17270529.2021.3.31. – EDN RAMIEB.

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