Анализ износостойкости образцов, полученных селективным сплавлением электроэрозионных титановых порошков

Целью настоящей работы являлось исследование износостойкости образцов, полученных селективным сплавлением электроэрозионных титановых порошков, изготавливаемых путем переработки титановых металлоотходов марки ВТ20.

Методы. При выполнении исследований использовалось следующее оборудование: установка для получения электроэрозионных титановых порошков оригинальная запатентованная; сырье для получения титановых порошков сплав марки ВТ20; рабочая жидкость спирт изопропиловый; установка для селективного сплавления оригинальная запатентованная; оборудование для исследования параметров износостойкости аддитивного образца автоматизированная машина трения Tribometer, CSM Instruments. Материал контртела − сталь марки Stainless Steel AISI 420.

Результаты. В рамках поставленной задачи, направленной на исследование износостойкости образцов, полученных селективным сплавлением электроэрозионных титановых порошков, изготавливаемых путем переработки металлоотходов, установлено следующее: величина коэффициента трения поверхности исследуемого образца составляет от 0,126 до 0,435; величина объемного износа составляет 4,972 мм³ х 10^-5 . Экспериментально установлен скачок коэффициента трения в первоначальный момент трибологических испытаний образца, который связан с относительно высокой шероховатостью и износ характеризуется сглаживанием твердых выступов поверхности образца. Экспериментально установлено, что в контактирующей паре титановый образец контртело обе соприкасающиеся поверхности изнашиваются практически равномерно. При этом ширина дорожки износа исследуемого образца составила от 1,23 до 1,28 мм. Относительно высоким показателям износостойкости исследуемого образца, полученного селективным сплавлением электроэрозионных титановых порошков, способствовала беспористая бездефектная структура и относительно мелкий размер зерна.

Заключение. Полученные данные позволят выбрать наиболее рациональную область практического применения нового аддитивного материала.

1. Игисенов Б.К., Касутин В.Е., Выблов К.В. Аддитивные технологии в машиностроении // Вестник современных исследований. 2017. № 11(14), ч. 1. С. 202-206. EDN YLRVHP.

2. Саубанов М.Н., Смагин А.А. Разработка и внедрение технологии изготовления порошков из титановых сплавов и деталей из них по аддитивным технологиям // Титан. 2024. № 1(81). С. 27-32. EDN QFFQTJ.

3. Быков В.В., Голубев М.И., Голубев И.Г. Направления использования аддитивных технологий при ремонте лесопромышленных и лесохозяйственных машин // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 3. С. 26-30. https://doi.org/10.31044/1684-2561-2019-0-3-26-30. EDN ZALMEP.

4. Ермаков С.Б., Гюлиханданов Е.Л. Получение порошков для аддитивных машин методом плазменного распыления // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2021. № 6(120). С. 29-41. https://doi.org/10.30987/2223-4608-2021-6-29-41. EDN UQAVEI.

5. Морфология порошка высоколегированной жаропрочной стали для машин аддитивного производства из стружки / Н.Г. Разумов, А.А. Попович, А.В. Григорьев, А.О. Силин, И.С. Гончаров // Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. № 11(761). С. 23-28. EDN VOGRGT.

6. Ageev E.V., Ageeva A.E. Phase composition of Titanium powders obtained for additive machines by electrodispersion of OT4 alloy waste in alcohol // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2024. Vol. 53, no. 4. P. 379-385. https://doi.org/10.1134/S1052618824700213. EDN NQWOWQ.

7. Агеев Е.В., Новиков Е.П., Алтухов А.Ю. Технология переработки алюминиевых деталей автомобилей до микро- и нанофракций // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2015. Т. 2, № 1(2). С. 328-332. https://doi.org/10.12737/14066. EDN UQGRVT.

8. Manufacture of Cobalt–Chromium powders by the electric discharge dispersion of wastes and their investigation / R.A. Latypov, E.V. Ageev, A.Y. Altukhov, E.V. Ageeva // Russian Metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018, no. 12. P. 1177-1180. https://doi.org/10.1134/S0036029518120108. EDN MWHYYK.

9. Агеев Е.В., Агеева А.Е. Размерные характеристики титановых порошков, полученных для аддитивных машин электродиспергированием отходов сплава ОТ4 в спирте // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2024. № 1. С. 20-25. https://doi.org/10.52261/02346206_2024_1_20. EDN DDZOTL.

10. Ageev E.V., Ageeva E.V., Altukhov A.Y. Additive products from electroerosion of Cobalt-Chromium powder // Metallurgist. 2022. Vol. 65, no. 9-10. P. 1157-1162. https://doi.org/10.1007/s11015-022-01259-5. EDN RTAFES.

11. Ageev E.V., Ageeva E.V., Altukhov A.Yu. Structure and properties of Iron-Chromium-Nickel powders obtained via electrodispersing of metal wastes of the alloy Kh25N20 in alcohol // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 30. P. 66-71. https://doi.org/10.17580/cisisr.2025.02.11. EDN IRNPUH.

12. Агеев Е.В., Агеева Е.В., Воробьев Е.А. Гранулометрический и фазовый составы порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов инструментальных материалов электроэрозионным диспергированием в керосине // Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. № 4(112). С. 11-14. EDN SAMGBH.

13. Ageev E.V., Ageeva A.E. Microstructure and elemental composition of Titanium powders for additive machines obtained by electrodispersion of OT4 alloy metal waste in water // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2024. Vol. 53, no. S2. P. S150-S155. https://doi.org/10.1134/S1052618824701450. EDN CNNLDQ.

14. Определение основных закономерностей процесса получения порошков методом электроэрозионного диспергирования / Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, А.С. Чернов, Г.С. Маслов, Е.И. Паршина // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 1(46). С. 85-90. EDN PGMCAA.

15. Ageev E.V., Ageeva E.V., Altukhov A.Yu. Structure and properties of Iron-Chromium-Nickel powders obtained via electrodispersing of metal wastes of the alloy Kh25N20 in distilled water // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 29. P. 77-81. https://doi.org/10.17580/cisisr.2025.01.14. EDN RAQVAE.

16. Агеев Е.В., Агеева А.Е. Фазовый состав титановых порошков, полученных для аддитивных машин электродиспергированием отходов сплава ОТ4 в спирте // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2024. № 4. С. 90-96. https://doi.org/10.31857/S0235711924040129. EDN OYGBGW.

17. Аддитивные изделия из электроэрозионных кобальтохромовых порошков / Р.А. Латыпов, Е.В. Агеев, А.Ю. Алтухов, Е.В. Агеева // Цветные металлы. 2022. № 4. С. 40-45. https://doi.org/10.17580/tsm.2022.04.05. EDN JKSCRU.

18. Агеев Е.В., Агеева Е.В., Алтухов А.Ю. Оценка износостойкости упрочненных аддитивных изделий из электроэрозионного кобальтохромового порошка // Вестник машиностроения. 2021. № 5. С. 73-75. https://doi.org/10.36652/0042-4633-2021-5-73-75. EDN SKLMQO.

19. Агеев Е.В., Алтухов А.Ю., Андреева А.Е. Оценка износостойкости образцов сплава ВТ20, подвергнутых ионному азотированию // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2025. № 3. С. 11-16. https://doi.org/10.52261/02346206_2025_3_11. EDN HDMPYS.

20. Агеев Е.В., Агеева Е.В., Сысоев А.А. Оценка износостойкости образцов, спеченных из электроэрозионных высокохромистых порошков, полученных в керосине // Металловедение и термическая обработка металлов. 2021. № 7(793). С. 53-57. EDN ASRNYR.