Морфологии и гранулометрический состав экспериментального безвольфрамового твердосплавного порошкового материала

   Цель. Анализ морфологических особенностей и гранулометрического состава новых порошковых материалов, синтезированных на основе безвольфрамовых твердых сплавов методом электроэрозионного диспергирования в среде, обогащенной углеродом.

   Методы. Для получения порошков из отходов безвольфрамовых сплавов была задействована экспериментальная лабораторная установка электроэрозионного диспергирования. Исследование морфологии и распределения частиц по размерам выполнялось с использованием сканирующего электронного микроскопа QUANTA 600 FEG и лазерного анализатора размера частиц Analysette 22 NanoTec.

   Результаты проведенных исследований демонстрируют, что частицы порошка характеризуются правильной сферической и эллиптической формой, а их размерный диапазон составляет от 0,320 мкм до 67 мкм.

   Заключение. Проведенные исследования опытного порошка безвольфрамового твердого сплава, полученного методом электроэрозионного диспергирования в спирте метиловом, позволили установить, что частицы порошка характеризуются правильной сферической и эллиптической формой. Эта особенность обусловлена механизмом быстрой кристаллизации расплавленного материала в жидкой рабочей среде – спирте метиловом. Форма частиц в виде сфер и эллипсоидов положительно влияет на способность порошкового материала к уплотнению, что является важным фактором для его последующего сплавления в новый безвольфрамовый твердый сплав с прогнозируемо низкими значениями пористости. Представленные результаты исследования гранулометрического распределения дают основания утверждать, что синтез новых порошковых материалов из отходов безвольфрамовых твердых сплавов методом электроэрозионного диспергирования в углеродсодержащей среде позволяет получить продукт с оптимальным распределением частиц по размерам, что является ключевым для создания нового сплава с заданными свойствами.

1. Задорожний Р.Н., Кудряшова Е.Ю., Романов И.В. Исследование физико-механических свойств хромсодержащих порошков, полученных методом электроэрозионного диспергирования // Упрочняющие технологии и покрытия. 2024. Т. 20, № 11(239). С. 504-507. doi: 10.36652/1813-1336-2024-20-11-504-507. EDN: KNMEDU.

2. Зайцев Д.В., Задорожний Р.Н., Величко С.А. Получение порошковых материалов методом электроэрозионного диспергирования // Сельский механизатор. 2025. № 2. С. 31-34. doi: 10.47336/0131-7393-2025-2-31-32-33-34. EDN: DCNNDA.

3. Патрушев А.Ю., Фарафонов Д.П., Серов М.М. Безвольфрамовые твердые сплавы: методы получения, структура и свойства (обзор) // Труды ВИАМ. 2021. № 11(105). С. 66-81.

4. Изменение структурно-фазового состояния и физико-химических свойств безвольфрамовых твердых сплавов TiC-TiNi после различных видов ионно-лучевой обработки / В.В. Акимов, А.М. Бадамшин, С.Н. Несов, С.Н. Поворознюк, А.А. Крутько, Я.А. Сидорова // Омский научный вестник. 2021. № 2(176). С. 5-9.

5. Влияние ионного облучения на морфологию, элементный и химический состав поверхностных слоев безвольфрамовых твердых сплавов / А.М. Бадамшин, С.Н. Несов, В.С. Ковивчак, С.Н. Поворознюк, В.В. Акимов // Письма в Журнал технической физики. 2021. Т. 47, № 15. С. 19-22.

6. Агеева 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.

7. Агеева Е.В., Сабельников Б.Н. Рентгеноспектральный микроанализ электроэрозионного порошкового материала, полученного в среде этилового спирта из отходов безвольфрамового твердого сплава марки КНТ16 // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2020. № 7 (242). С. 33-36.

8. Локтионова О.Г., Агеева Е.В., Сабельников Б.Н. Результаты рентгеновских исследований спеченных образцов, полученных из электроэрозионного порошкового материала сплава КНТ16 // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 10, № 4. С. 22-34.

9. Агеева Е.В., Сабельников Б.Н. Структура и свойства безвольфрамового твердого сплава на основе карбонитрида титана, спеченного из электроэрозионных порошков, полученных в углеродсодержащей среде // Упрочняющие технологии и покрытия. 2021. № 4. С. 158-162.

10. Агеева Е.В., Локтионова О.Г., Сабельников Б.Н. Оценка энергозатрат при получении шихты для производства безвольфрамового твердого сплава электродиспергированием // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2021. Т. 11, № 1. С. 21-35.

11. Ageev E.V., Ageeva A.E. Composition, structure and properties of hard-alloy powders obtained by electrodispersion of T5K10 alloy in water // Metallurgist. 2022. Vol. 66, no. 1-2. P. 146-154.

12. Агеев Е.В., Агеева А. Е. Структура и свойства порошков, полученных в условиях электроэрозионной металлургии отходов твердого сплава Т5К10 в кислород- и углеродсодержащих средах // Упрочняющие технологии и покрытия. 2022. № 9 (213). C. 387-392.

13. Параметрические показатели формы частиц электрокорунда, полученного электродиспергированием отходов электротехнического алюминия марки АД0Е / Е.В. Агеев, А.И. Пыхтин, Е.П. Новиков, А.Е. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 4. С. 40-53. doi: 10.21869/2223-1528-2022-12-440-53.

14. Исследование влияния среды диспергирования на свойства жаропрочных порошков, полученных из отходов сплава ЖСУ6 / Е.В. Агеев, В.И. Серебровский, В.О. Поданов, А.Е. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 39-56. doi: 10.21869/2223-1528-2022-12-3-39-56.

15. Математический размерный анализ порошков, полученных электроэрозионным диспергированием жаропрочного никелевого сплава ЖС6У в воде / Е.В. Агеев, А.Е. Гвоздев, Е.А. Протопопов, В.О. Поданов, А.Е. Агеева // Чебышевский сборник. 2022. Т. 23, № 1. С. 197-208. doi: 10.22405/2226-8383-2022-23-1-197-208.

16. Математическая оптимизация среднего размера частиц порошков, полученных электроэрозионным диспергированием жаропрочного никелевого сплава ЖС6У / Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, А.Е. Гвоздев, Е.А. Протопопов, В.О. Поданов // Чебышевский сборник. 2022. Т. 23, № 3. С. 178-193. doi: 10.22405/2226-8383-2022-23-3-178-193.

17. Численная оптимизация процесса получения шихты электродиспергированием отходов сплава Т5К10 / Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, А.Е. Гвоздев, А.А. Калинин // Чебышевский сборник. 2022. Т. 23, № 1. С. 183-196. doi: 10.22405/2226-8383-2022-23-1-183-196.

18. Агеева Е.В., Новиков Е.П., Осьминина А.С. Исследование коррозионной стойкости покрытий, полученных методом газодинамического напыления // Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № 6(81). С. 21-29. doi: 10.21869/2223-1560-2018-22-6-21-29. EDN: YZQTPV.

19. Агеев Е.В., Кругляков О.В., Поданов В.О. Размерные характеристики порошков, полученных электродиспергированием сплава ЖС6У в керосине // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия: Металлургия. 2022. № 7 (266). C. 62-66.

20. 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, no. 6. P. 573–575.