techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университетtechusgu-6Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEРезультаты исследования нового БВТС, изготовленного на основе электроэрозионного порошкового материала, полученного из отходов карбонитридного сплаваThe Results of the Study of a New BVTS Made on the Basis of an Electroerosive Powder Material Obtained from Carbonitride Alloy WasteСабельниковБ. Н.SabelnikovB. N.

Сабельников Борис Николаевич, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры промышленного и гражданского строительства

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Boris N. Sabelnikov, Cand. of Sci. (Engineering), Senior Lecturer of the Department of Industrial and Civil Engineering

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

sabelnikovboris1@mail.ruАгееваА. Е.AgeevaA. E.

Агеева Анна Евгеньевна, студент

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Anna E. Ageeva, Student

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

ageevaanna2004@yandex.ruВасильевА. Д.VasilievA. D.

Васильев Алексей Дмитриевич, студент

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Alexey D. Vasiliev, Student

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

melkiymuravei@mail.ruПавловА. Д.PavlovA. D.

Павлов Андрей Денисович, студент

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Andrey D. Pavlov, Student

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

andreypavlov111@mail.ruШкондинД. М.ShkondinD. M.

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Dmitry M. Shkondin, Student

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

Юго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2023200420231314858Copyright © Сабельников Б.Н., Агеева А.Е., Васильев А.Д., Павлов А.Д., Шкондин Д.М., 20232023Сабельников Б.Н., Агеева А.Е., Васильев А.Д., Павлов А.Д., Шкондин Д.М.Sabelnikov B.N., Ageeva A.E., Vasiliev A.D., Pavlov A.D., Shkondin D.M.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/6Цель

Цель. Проведение эксперимента, направленного на исследование новых безвольфрамовых твердых сплавов, полученных на основе электроэрозионных безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов, диспергированных в углеродсодержащей рабочей жидкости (керосине осветительном).

Методы

Методы. Для получения новых безвольфрамовых твердых сплавов была применена система искрового плазменного сплавления SPS 25-10 Thermal Technology. В качестве материала были выбраны электроэрозионные безвольфрамовые твердосплавные порошковые материалы, полученные диспергированием отходов карбонитридного сплава в углеродсодержащей рабочей жидкости – керосине осветительном. После получения спеченного образца нового безвольфрамового твердого сплава были проведены исследования его элементного и фазового составов с применением энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы EDAX, встроенного в растровый электронный микроскоп QUANTA 600 FEG, и рентгеновского дифрактометра Rigaku Ultima IV.

Результаты

Результаты. В ходе проведения исследования было экспериментально установлено, что основными элементами нового сплава являются Ti, Ni, Mo и C, что напрямую зависит от состава электроэрозионного порошка. Анализ дифрактограммы фазового состава нового безвольфрамового твердого сплава, полученного на основе электроэрозионного порошка, показал наличие карбидных фаз титана TiC, а также никелида молибдена MoNi3 и чистых никеля Ni и молибдена Mo, что также напрямую связано с фазовым составом электроэрозионной шихты.

Заключение

Заключение. Полученные результаты экспериментальных данных позволяют сделать вывод о том, что элементный и фазовый составы новых безвольфрамовых твердых сплавов, полученных спеканием электроэрозионного порошкового материала, диспергированного в углеродсодержащей среде из отходов карбонитридного безвольфрамового сплава, зависят от состава исходного материала (шихты).

Purpose

Purpose. Conducting an experiment aimed at the study of new tungsten-free hard alloys obtained on the basis of electroerosive tungsten-free carbide powder materials dispersed in a carbon-containing working fluid (kerosene lighting).

Methods

Methods. Spark plasma sintering systems SPS 25-10 Thermal Technology were used to obtain new tungsten-free hard alloys. Electroerosive tungsten–free carbide powder materials obtained by dispersing carbonitride alloy waste in a carbon-containing working fluid - lighting kerosene were selected as the material. After obtaining a sintered sample of a new tungsten-free hard alloy, studies of its elemental and phase compositions were carried out using an energydispersion X-ray analyzer from EDAX, built into a scanning electron microscope QUANTA 600 FEG and an X-ray diffractometer Rigaku Ultima IV.

Results

Results. During the study, it was experimentally established that the main elements of the new alloy are Ti, Ni, Mo and C, which directly depends on the composition of the electroerosion powder. Analysis of the diffractogram of the phase composition of a new tungsten-free hard alloy obtained on the basis of an electroerosion powder showed the presence of titanium carbide phases TiC, as well as molybdenum nickelide MoNi3 and pure nickel Ni and molybdenum Mo, which is also directly related to the phase composition of the electroerosion charge.

Conclusion

Conclusion. The obtained experimental data results allow us to conclude that the elemental and phase compositions of new tungsten-free hard alloys obtained by sintering an electroerosive powder material dispersed in a carbon- containing medium from carbonitride tungsten-free alloy waste depend on the composition of the starting material (charge).

элементный составфазовый составбезвольфрамовый твердый сплавэлектроэрозионное диспергированиепорошковый материалelemental compositionphase compositiontungsten-free hard alloyelectroerosive dispersionpowder materialГрантовая поддержка профессорско-преподавательского состава в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».Grant support of the teaching staff within the framework of the implementation of the strategic academic leadership program "Priority-2030".ReferencesАгеева 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 Technology, 2020, vol. 10, no. 3, pp. 8–19.Патент 2449859 Рос. 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 Рос. 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 distilirovannoi [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 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 (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 alcohol]. 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 Kh13, 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 research]. 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.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 (40), pt. 1, pp. 182–189.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 Technology, 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. Altukhov, E. V. Ageeva // Russian metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018(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 [Properties of the coatings fabricated by plasma-jet hard-facing by dispersed mechanical engineering wastes]. Russian metallurgy (Metally), 2018, vol. 2018 (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 / Е. В. Агеев, В. Ю. Карпенко, А. Е. Гвоздев, Е. В. Агеева. № 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. Рахимянов, 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.