Состав, структура и свойства порошкового кобальта, полученного из металлоотходов кобальта марки К1Ау в среде авиационного керосина

Цель. Определение и изучение состава, структуры и свойств порошкового кобальтового материала, полученного в результате электроэрозионного диспергирования металлических отходов кобальта марки К1Ау в рабочей среде авиационного керосина марки ТС-1.

Методы. С целью проведения исследований, направленных на определение состава, структуры и свойств кобальтовой шихты были получены образцы металлического порошкообразного кобальта методом электроэрозионного диспергирования из металлоотходов кобальта марки К1Ау в углеродсодержащей рабочей жидкости. Микроструктуру частиц порошка исследовали посредством растровой электронной микроскопии, а оценка гранулометрического состава шихты выполнялась с использованием анализатора размеров частиц. Элементный состав определялся методом энергодисперсионного рентгеновского анализа, реализованного на базе растрового электронного микроскопа. Фазовый состав шихты определялся дифрактометром методом рентгеновской дифракции.

Результаты. Установлено, что полученный мелкодисперсный кобальтовый порошок состоит из частиц правильной сферической, эллиптической формы и агломератов. В составе кобальтового порошка отсутствует избыточный углерод. Фазовый состав определен наличием только фазы чистого кобальта без образования соединений с углеродом. Из анализа гранулометрической гистограммы следует, что разброс частиц по размерам варьируется в интервале 0,9…63,77 мкм, средний объемный диаметр частиц составил – 12,06 мкм.

Заключение. Полученные результаты исследований могут быть использованы для разработки нового твердого сплава с использованием металлоотходов дорогостоящего сырья кобальта методом электроэрозионного диспергирования с последующим совершенствованием и оптимизацией состава и структуры сплава.

1. Моисеенко, Д. В. Кобальтовые сплавы типа Stellite, их механические и химические свойства и применение / Д. В. Моисеенко, С. Ш. у. Холдаров, А. А. Мансуров // Евразийское Научное Объединение. – 2020. – № 6-2(64). – С. 138-141. – EDN TZAHCH.

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. Структура и свойства мелкодисперсного кобальтового порошка из ме-таллоотходов кобальта марки К1Ау / Е. В. Агеева, О. Г. Локтионова, Д. А. Ули-тин, И. В. Ворначева // Известия Юго-Западного государственного университе-та. Серия: Техника и технологии. – 2025. – Т. 15, № 3. – С. 8-18. – DOI 10.21869/2223-1528-2025-15-3-8-18. – EDN QNYCYU.

4. Получение мелкозернистых твердых сплавов системы WC-Co (обзор) / Н. Н. Трофименко, И. Ю. Ефимочкин, Р. М. Дворецков, Р. В. Батиенков // Тру-ды ВИАМ. – 2020. – № 1(85). – С. 92-100. – DOI 10.18577/2307-6046-2020-0-1-92-100. – EDN TVMXDB.

5. Формирование структуры твердых сплавов на основе системы WC-Co с субмикронным зерном в присутствии ингибирующих добавок / Е. Н. Каблов, Е. А. Лукина, А. В. Заводов, И. Ю. Ефимочкин // Труды ВИАМ. – 2020. – № 4-5(88). – С. 89-99. – DOI 10.18577/2307-6046-2020-0-45-89-99. – EDN FUDTAU.

6. Сплав системы Co-Cr-Si-B на основе кобальта для нанесения защитных покрытий / А. Н. Беляков, Р. Ю. Быстров, Д. А. Геращенков [и др.] // Вопросы материаловедения. – 2019. – № 2(98). – С. 39-43. – DOI 10.22349/1994-6716-2019-97-1-39-43. – EDN GFODNM.

7. Тарасова, Т. В. Перспективы изготовления сложнопрофильных деталей из жаропрочных кобальтовых сплавов методом селективного лазерного плавле-ния / Т. В. Тарасова, А. П. Назаров // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2015. – № 5(125). – С. 30-33. – EDN TTMTRX.

8. Дворник, М. И. Создание ультрамелкозернистого твердого сплава WC-15Co из порошка, полученного электроэрозионным диспергированием отходов сплава ВК15 в воде / М. И. Дворник, Е. А. Михайленко // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2020. – № 3. – С. 4-16. – DOI 10.17073/1997-308X-2020-3-4-16. – EDN HUEWDA.

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. Жаропрочные сплавы на основе кобальта / П. Б. Мазалов, Д. И. Сухов, Е. А. Сульянова, И. С. Мазалов // Авиационные материалы и технологии. – 2021. – № 3(64). – С. 3-10. – DOI 10.18577/2713-0193-2021-0-3-3-10. – EDN JWUOZX.

11. Ахметов, А. С. Изучение характера протекания диффузионного легиро-вания смеси для порошковой быстрорежущей стали / А. С. Ахметов, Ж. В. Ере-меева // Материаловедение. – 2021. – № 6. – С. 13-16. – DOI 10.31044/1684-579X-2021-0-6-13-16. – EDN HITHLB.

12. Грязнов М., Самохин А., Чувильдеев В. Получение композитного по-рошка системы W-Ni-Fe со сферической формой частиц и исследование воз-можности его использования в технологии послойного лазерного сплавления // Физика и химия обработки материалов, 2022, № 3, с. 54 - 66. – EDN UERDWV.

13. Шарипзянова, Г. Х. Исследование технологии производства твердо-сплавных материалов / Г. Х. Шарипзянова, Ж. В. Еремеева // Известия Тульско-го государственного университета. Науки о Земле. – 2023. – № 1-1. – С. 360-370. – DOI 10.46689/2218-5194-2023-1-1-360-370. – EDN IQPWOB.

14. Агеева, Е. В. Установка для получения порошковых материалов, при-годных для технологических процессов восстановления и упрочнения деталей / Е. В. Агеева, М. В. Зубарев // Труды ГОСНИТИ. – 2017. – Т. 129. – С. 169-173. – EDN ZTMFCB.

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. Фетисов Г.В. Рентгеновские дифракционные методы структурной диа-гностики материалов: прогресс и достижения // Успехи физических наук. 2020. Т. 190. № 1. С. 2-36. – EDN RJBIAY.

17. Дворник, М. И. Сравнительный анализ эксплуатационной стойкости субмикронного твердого сплава WC-10Co, спеченного из порошка, полученного электроэрозионным диспергированием в масле / М. И. Дворник, Н. М. Власова // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функцио-нальные покрытия. – 2023. – Т. 17, № 1. – С. 75-84. – DOI 10.17073/1997-308X-2023-1-75-84. – EDN ALELTB.

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. Влияние никеля на состав, структуру и свойства покрытий Ti-Cr-N / А. В. Черногор, И. В. Блинков, Д. С. Белов [и др.] // Известия высших учебных за-ведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2023. – Т. 17, № 1. – С. 63-74. – DOI 10.17073/1997-308X-2023-1-63-74. – EDN PWHHPO.

20. Влияние технологии получения электродного материала из отходов быстрорежущей стали на износостойкость электроискровых покрытий / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев, В. Ю. Карпенко, А. Ю. Алтухов // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2015. – № 1(43). – С. 36-41. – EDN TIJQXT.