techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университетtechusgu-49Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEРентгеноструктурный анализ безвольфрамовых твердосплавных электроэрозионных порошковых материаловX-Ray Diffraction Analysis of Tungsten-Free Carbide Electroerosive Powder Materialshttps://orcid.org/0000-0001-8457-6565АгееваЕ. В.AgeevE. V.

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

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

Ekaterina V. Ageeva, Dr. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Materials Technology and Transport

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

ageeva-ev@yandex.ruСабельниковБ. Н.SabelnikovB. N.

Сабельников Борис Николаевич, кандидат технических наук, старший преподаватель  кафедры технологии материалов и транспорта

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

Boris N. Sabelnikov, Cand. of Sci. (Engineering), Senior Lecturer of the Department of Materials Technology and Transport

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

sabelnikovboris1@mail.ruМакаренкоП. А.MakarenkoP. A.

Макаренко Павел Александрович, студент кафедры технологии материалов и транспорта

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

Pavel A. Makarenko, Student of the Department of Materials Technology and Transport

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

mihail-manaenkov@mail.ruМанаенковМ. Г.ManaenkovM. G.

Манаенков Михаил Григорьевич, студент кафедры технологии материалов и транспорта

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

Mikhail G. Manaenkov, Student  of the Department of Materials Technology  and Transport

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

mihail-manaenkov@mail.ruСтепановМ. Ю.StepanovM. Yu.

Степанов Михаил Юрьевич, студент  кафедры технологии материалов и транспорта

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

Mikhail Yu. Stepanov, Student  of the Department of Materials Technology  and Transport

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

79107303502@yandex.ruЕфимовА. Е.YefimovA.  E.

Ефимов Антон Евгеньевич, студент кафедры технологии материалов и транспорта

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

Anton E. Yefimov, Student of the Department  of Materials Technology and Transport

 

Юго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2022270420231224051Copyright © Агеева Е.В., Сабельников Б.Н., Макаренко П.А., Манаенков М.Г., Степанов М.Ю., Ефимов А.Е., 20232023Агеева Е.В., Сабельников Б.Н., Макаренко П.А., Манаенков М.Г., Степанов М.Ю., Ефимов А.Е.Ageev E.V., Sabelnikov B.N., Makarenko P.A., Manaenkov M.G., Stepanov M.Y., Yefimov A.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/49Цель

Цель. Проведение эксперимента, направленного на исследование новых безвольфрамовых твердосплавных электроэрозионных материалов (фазового состава), полученных на основе отходов сплава марки КНТ16 в кислородсодержащей рабочей жидкости.

Методы

Методы. Для получения новых экспериментальных безвольфрамовых твердосплавных электроэрозионных материалов (шихты) была применена установка для электроэрозионного диспергирования. В качестве материала для переработки были выбраны отходы безвольфрамового твердого сплава марки КНТ16 в виде отработанных токарных и фрезерных пластин, в качестве рабочей жидкости – вода дистиллированная. После получения электроэрозионного материала было проведено исследование его фазового состава методом рентгеновской дифракции с применением рентгеновского дифрактометра "Rigaku Ultima IV".

Результаты

Результаты. В ходе проведения исследования было экспериментально установлено, что диспергирование методом электроэрозии отходов сплава КНТ16 в воде дистиллированной приводит к образованию шихты со следующим фазовым составом: TiC, MoNi3, Ni, Mo, а также Ni2O3, который образуется в результате взаимодействия никеля с кислородом, содержащимся в рабочей жидкости. Данное исследование подтверждает влияние химического состава рабочей жидкости на фазовый состав и свойства полученного электроэрозионного материала.

Заключение

Заключение. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что диспергирование электроэрозией сплава КНТ16 в кислородсодержащей рабочей жидкости – воде дистиллированной приводит к образованию шихты с фазовым составом, позволяющим использовать ее в качестве исходного материала для производства новых безвольфрамовых твердых сплавов.

Purpose

Purpose. Conducting an experiment aimed at the study of new tungsten-free carbide electroerosive materials (phase composition) obtained on the basis of waste alloy grade KNT16 in an oxygen-containing working fluid.

Methods

Methods. To obtain new experimental tungsten-free carbide electroerosive materials (charges), an electroerosive dispersion unit was used. As a material for processing, the waste of a tungsten–free hard alloy of the KNT16 brand in the form of spent turning and milling plates was selected, distilled water was used as a working fluid. After receiving the electroerosive material, its phase composition was studied by X-ray diffraction using the Rigaku Ultima IV X-ray diffractometer.

Results

Results. During the study, it was experimentally established that the dispersion by electroerosion of the waste of the KNT16 alloy in distilled water leads to the formation of a charge with the following phase composition: TiC, MoNi3, Ni, Mo, as well as Ni2O3, which is formed as a result of the interaction of nickel with oxygen contained in the working fluid. This study confirms the influence of the chemical composition of the working fluid on the phase composition and properties of the resulting erosion material.

Conclusion

Conclusion. The results obtained allow us to conclude that the dispersion by electroerosion of the KNT16 alloy in an oxygen–containing working fluid - distilled water leads to the formation of a charge with a phase composition that allows it to be used as a starting material for the production of new tungsten-free hard alloys.

фазовый составбезвольфрамовый твердый сплавэлектроэрозионное диспергированиематериалкарбонитрид титанарентгеноструктурный анализphase compositiontungsten-free hard alloyelectroerosive dispersionmaterialtitanium carbonitrideXray diffraction analysisReferencesАгеева Е. В., Сабельников Б. Н. Материальный баланс процесса электроэрозионного диспергирования отходов безвольфрамовых твердых сплавов марки КНТ16 в воде дистиллированной // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 10, № 3. С. 8–19.Ageeva E. V., Sabelnikov B. N. Material'nyi balans protsessa elektroerozionnogo dispergirovaniya otkhodov bezvol'framovykh tverdykh splavov marki KNT16 v vode distillirovannoi [Material balance of the process of electroerosive dispersion of waste of tungsten-free hard alloys of the KNT16 brand in distilled water]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2020, vol. 10, no. 3, pp. 8–19.Патент 2449859 Российская Федерация, МПК B22F 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]. Patent RF, no. 2449859, 2012.Патент 2763431 Российская Федерация, МПК B22F 9/04, B22F 9/14, C22B 7/00, B82Y 40/00. Способ получения безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов в воде дистиллированной / Агеев Е. В., Агеева Е. В., Сабельников Б. Н.; заявитель и патентообладатель Юго-Западный государственный университет. № 2020138423; заявл. 01.03.2021; опубл. 29.12.2021.Ageev E. V., Ageeva E. V., Sabelnikov B. N. Sposob polucheniya bezvol'framovykh tverdosplavnykh poroshkovykh materialov v vode distillirovannoi [Method for obtaining tungsten-free carbide powder materials in distilled water]. Patent RF, no. 2763431, 2021.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 (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. 1, 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 Е. 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 (40), pt. 1, pp. 182–189.Агеев Е. В., Сабельников Б. Н. Износостойкие безвольфрамовые твердосплавные порошковые материалы для восстановления изношенных деталей автомобилей // Мир транспорта и технологических машин. 2020. № 1 (68). С. 11–17.Ageev E. V., Sabelnikov B. N. Iznosostoikie bezvol'framovye tverdosplavnye poroshkovye materialy dlya vosstanovleniya iznoshennykh detalei avtomobilei [Wear-resistant tungsten-free carbide powder materials for the restoration of worn car parts]. Mir transporta i tekhnologicheskikh mashin = World of Transport and Technological Machines, 2020, no. 1 (68), pp. 11–17.Агеева Е. В., Хардиков С. В., Агеева А. Е. Структура и свойства спеченных образцов из электроэрозионных хромсодержащих порошков, полученных в бутиловом спирте // Современные материалы, техника и технологии. 2021. № 6 (39). С. 4–13.Ageeva E. V., Hardikov S. V., Ageeva A. E. Struktura i svoistva spechennykh obraztsov iz elektroerozionnykh khromsoderzhashchikh poroshkov, poluchennykh v butilovom spirte [Structure and properties of sintered samples from electroerosive chromium-containing powders obtained in butyl alcoho]. Sovremennye materialy, tekhnika i tekhnologii = Modern Materials, Techniques and Technologies, 2021, no. 6 (39), pp. 4–13.Хардиков С. В., Агеева Е. В., Агеева А. Е. Анализ характеристик износостойкости спеченных изделий из электроэрозионного порошка стали Х13, полученного в бутиловом спирте // Современные материалы, техника и технологии. 2021. № 6 (39). С. 58–64.Hardikov S. V., Ageeva E. V., Ageeva A. E. Analiz kharakteristik iznosostoikosti spechennykh izdelii iz elektroerozionnogo poroshka stali Х13, poluchennogo v butilovom spirte [Analysis of wear resistance characteristics of sintered products made of electroerosive powder of steel X13 obtained in butyl alcohol]. Sovremennye materialy, tekhnika i tekhnologii = Modern Materials, Equipment and Technologies, 2021, no. 6 (39), pp. 58–64.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 [Obtaining hard-alloy products by cold isostatic pressing of electroerosive powders and their researc]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University 2013, no. 5 (50), pp. 116–125.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.Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А. Метод получения наноструктурных порошков на основе системы WC-Cо и устройство для его осуществления // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2010. № 5 (283). С. 39–42.Ageev E. V., Semenikhin B. A., Latypov R. A. Metod polucheniya nanostrukturnykh poroshkov na osnove sistemy WC-Co i ustroistvo dlya ego osushchestvleniya [A method for obtaining nanostructured powders based on the WC-Co system and a device for its implementation]. Fundamental'nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii = Fundamental and Applied Problems of Engineering and Technology, 2010, no. 5 (283), pp. 39–42.Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А. Исследование микротвердости порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава // Вестник Московского государственного агроинженерного университета имени В. П. Горячкина. 2011. № 1 (46). С. 78–80.Ageev E. V., Semenikhin B. A., Latypov R. A. Issledovanie mikrotverdosti poroshkov, poluchennykh elektroerozionnym dispergirovaniem tverdogo splava [Investigation of microhardness of powders obtained by electroerosive dispersion of a hard alloy]. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo agroinzhenernogo universiteta imeni V. P. Goryachkina = Bulletin of the V. P. Goryachkin Moscow State Agroengineering University, 2011, no. 1 (46), pp. 78–80.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.Ageeva E. V., Horyakova N. M., Ageev E. V. Issledovanie formy i morfologii elektroerozionnykh mednykh poroshkov, poluchennykh iz otkhodov [Investigation of the form and morphology of electroerosive copper powders obtained from waste]. Vestnik mashinostroeniya = Vestnik Mashinostroeniya, 2014, no. 8, pp. 73–75.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 (38), ч. 1. 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 electroerosive dispersion of a hard alloy]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2011, no. 5 (38), pt. 1, pp. 138a–144.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. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2020, vol. 11, no. 4, pp. 53–67.Агеев Е. В., Агеева А. Е. Состав, структура и свойства твердосплавных порошков, полученных электродиспергированием сплава Т5К10 в воде // Металлург. 2022. № 2. C. 90–94.Ageev E. V., Ageeva A. E. Sostav, struktura i svoistva tverdosplavnykh poroshkov, poluchennykh elektrodispergirovaniem splava T5K10 v vode [Composition, structure and properties of carbide powders obtained by electrodispersion of T5K10 alloy in water]. Metallurg = Metallurgist, 2022, no. 2, рр. 90–94.Properties of the coatings fabricated by plasma-jet hard-facing by dispersed mechanical engineering wastes / R. A. Latypov, G. R. Latypova, E. V. Ageev, A. Y. Altu- khov, E. V. Ageeva // Russian metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018, No. 6. P. 573–575.Latypov R. A., Latypova G. R., Ageev E. V., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Properties of the coatings fabricated by plasma-jet hard-facing by dispersed mechanical engineering wastes. Russian metallurgy (Metally), 2018, vol. 2018, no. 6, рр. 573–575.Патент 2563609 Российская Федерация, МПК В22F 3/14, В22F 3/087, B22F 3/105. Способ получения заготовок из порошковой быстрорежущей стали / Агеев Е. В., Карпенко В. Ю., Гвоздев А. Е., Агеева Е. В. № 2014137211/02; заявл. 16.09.2014; опубл. 20.09.2015, Бюл. № 26.Ageev E. V., Karpenko V. Y., Gvozdev A. E., Ageeva E. V. Sposob polucheniya zagotovok iz poroshkovoi bystrorezhushchei stali [Method of obtaining blanks from powder high-speed steel]. Patent RF, no. 2563609, 2015.Панов В. С., Ниткин Н. М. Безвольфрамовые твердые сплавы // Нанотехнологии: наука и производство. 2017. № 3. С. 65–70.Panov V. S., Nitkin N. M. Bezvol'framovye tverdye splavy [Tungsten-free hard alloys]. Nanotekhnologii: nauka i proizvodstvo = Nanotechnologies: science and production, 2017, no. 3, pp. 65–70.Электрохимическая обработка безвольфрамовых твердых сплавов / Х. М. Ра-химянов, Б. А. Красильников, В. В. Янпольский, Д. Б. Красильников // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2010. № 3 (48). С. 3–7.Rakhimyanov H. M., Krasilnikov B. A., Yanpolsky V. V., Krasilnikov D. B. Elektrokhimicheskaya obrabotka bezvol'framovykh tverdykh splavov [Electrochemical processing of tungsten-free hard alloys]. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal processing (technology, equipment, tools), 2010, no. 3 (48), pp. 3–7.

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