Морфология, материальный баланс и динамика накопления электроэрозионных никелевых порошков

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. 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. 

1. Вальтер 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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. № 13

15. Кузнецова 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.