Получение и исследование порошка карбида вольфрама из металлоотходов вольфрама марки ВА в керосине авиационном

Цель. Получение и исследование состава, структуры и свойств порошка карбида вольфрама из металлоотходов вольфрама марки ВА в керосине авиационном.

Методы. Порошок карбида вольфрама из металлоотходов вольфрама марки ВА получали в следующей последовательности. Реактор заполняли рабочей средой – керосином авиационным марки ТС-1, отходы загружали в реактор. Монтировали электроды из тех же отходов вольфрама марки ВА. Смонтированные электроды подключали к генератору импульсов. Устанавливали необходимые электрические параметры установки: ёмкость конденсаторов 42,0–43,5 мкФ; напряжение на электродах от 115–120 В; частота следования импульсов 50–55 Гц. Полученный вольфрамовый порошок исследовали с помощью: растрового электронного микроскопа QUANTA 600 FEG; анализатора размеров частиц Analysette 22 NanoTec; энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы EDAX; рентгеновской дифракции на дифрактометре Rigaku Ultima IV.

Результаты. На основании проведенных экспериментальных исследований разработан новый способ получения порошка карбида вольфрама, отличающийся тем, что порошок получен путем электроэрозионного диспергирования металлоотходов вольфрама марки ВА в керосине авиационном при ёмкости конденсаторов 42,0–43,5 мкФ, напряжении на электродах 115–120 В и частоте следования импульсов 50–55 Гц. Экспериментально установлено, что сферические и эллиптические частицы порошка карбида вольфрама W₂С имеют размеры от 2,26 мкм до 90,72 мкм со средним объемным диаметром 20,2 мкм и на поверхности содержат углерод.

Заключение. Получение карбида вольфрама, пригодного к промышленному применению, из металлоотходов при низких затратах электроэнергии показало высокую эффективность технологии электроэрозионного диспергирования.

1. Каюмов Б. Б. Синтез отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов // Интернаука. 2021. № 46-2(222). С. 53–54. EDN MYFQFY

2. Каюмов Б. Б. Получение продукции с улучшенными механическими свойствами путем синтеза отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов // Интернаука. 2021. № 47-2(223). С. 52–54. EDN YWCCIZ

3. Анализ вторичного вольфрамсодержащего сырья для производства твердых сплавов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой / А. В. Вячеславов, В. Б. Бичаев, А. Д. Титова, Д. С. Рыбин, Т. Н. Ермолаева // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83, № 11. С. 21–25. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2017-83-11-21-25, EDN ZQZYNV

4. Повышение эффективности формирования легированного слоя при упрочнении вольфрамсодержащих твердых сплавов комбинированными методами / А. Д. Верхотуров, Я. А. Востриков, А. А. Рыбалкин, А. О. Гнатик // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2016. Т. 1, № 4(28). С. 78–87. EDN XEBNKD

5. Востриков Я. А. Влияние сплава ZrSiO4 на формирование защитного покрытия при электроискровом легировании вольфрамсодержащего твердого сплава ВК8 // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. 2017. Т. 1. С. 8–13. EDN ZBGUOX

6. Панов В. С., Авдеенко Е. Н. Аналитический обзор материаловедческих характеристик твердых сплавов и областей их применения // Материаловедение. 2021. № 6. С. 27–33. EDN JPTOLJ

7. Жадяев А. А., Захаров Д. А. Об опыте применения твердых сплавов в производстве буровых шарошечных долот в АО «Волгабурмаш» // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2022. Т. 16, № 3. С. 78–87. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2022-3-78-87, EDN WEVNJU

8. Толстяков А. Н., Буглаев А. М. Применение отечественных марок твердых сплавов для изготовления режущих инструментов // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2017. № 25. С. 69–72. EDN YNCHXP

9. Зубарев Ю. М., Круглов А. И., Алейникова М. А. Современные твердые сплавы и области их рационального применения // Справочник. Инженерный журнал. 2017. № S9. С. 1–20. https://doi.org/10.14489/hb.supp.2017.09.pp.001-20, EDN ZDMFXB

10. Шемберев И. А., Кудряшова Е. Ю. Использование электроэрозионного диспергирования для переработки вольфрамсодержащих отходов в порошки с последующим их нанесением ТВЧ-наплавкой // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2019. № 11. С. 30– 36. EDN WYXPOW

11. Троценко И. Г., Герасименко Т. Е., Мешков Е. И. Совершенствование технологии переработки отходов твердых сплавов. Часть I. Анализ современного состояния технологий // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2019. Т. 17, № 4. С. 25–33. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2019-17-4-25-33, EDN HEYYSX

12. 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. EDN VXDVNX

13. Агеева Е. В., Агеев Е. В., Воробьев Е. А. Анализ формы и морфологии частиц порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов электроэрозионным диспергированием в керосине // Вестник машиностроения. 2015. № 7. С. 72–73. EDN WFAOUD

14. Агеев Е. В., Серебровский В. И. Разработка и исследование технологии восстановления и упрочнения изношенных деталей машин композиционными гальваническими покрытиями с применением в качестве упрочняющей фазы вольфрамсодержащих электроэрозионных порошков микро- и нанофракций // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2021. Т. 11, № 2. С. 42–66. EDN CFPBWG

15. Сравнительный анализ износостойкости плазменных покрытий на основе вольфрамсодержащих электроэрозионных порошков / Е. В. Агеева, А. Ю. Алтухов, С. С. Гулидин, А. С. Осьминина // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2018. Т. 8, № 3(28). С. 6–16. EDN YPHXEL

16. Получение и исследование порошков из отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов электроэрозионным диспергированием / Е. В. Агеев, Р. А. Латыпов, Е. В. Агеева, А. А. Давыдов. Курск: ИП Горохов А. А., 2013. 200 с. EDN RZROAL

17. Совершенствование технологии переработки отходов твердых сплавов. Часть 2. Определение оптимальных условий реализации технологии / И. Г. Троценко, Т. Е. Герасименко, В. М. Алкацев, С. И. Евдокимов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2020. Т. 18, № 1. С. 31–39. https://doi.org/10.18503/1995-27322020-18-1-31-39, EDN OJTMFL

18. Parmanov S., Hakimov F. Hard alloy applications (literature review) // Universum: технические науки. 2023. No. 8-4(113). P. 4–7. https://doi.org/10.32743/UniTech.2023.113.8.15860, EDN FPBPGT

19. Козик Е. С., Свиденко Е. В. Влияние термической обработки с применением высокоэнергетических источников на эксплуатационные свойства твердого сплава Т15К6 // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. № 4(179). С. 165–171. EDN UHINPL

20. Липатов А. А. Применение титанотанталовых твердых сплавов при точении труднообрабатываемых сталей // Главный механик. 2015. № 7. С. 28–31. EDN UARDEZ