Результаты исследования нового БВТС, изготовленного на основе электроэрозионного порошкового материала, полученного из отходов карбонитридного сплава

Цель. Проведение эксперимента, направленного на исследование новых безвольфрамовых твердых сплавов, полученных на основе электроэрозионных безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов, диспергированных в углеродсодержащей рабочей жидкости (керосине осветительном).

Методы. Для получения новых безвольфрамовых твердых сплавов была применена система искрового плазменного сплавления SPS 25-10 Thermal Technology. В качестве материала были выбраны электроэрозионные безвольфрамовые твердосплавные порошковые материалы, полученные диспергированием отходов карбонитридного сплава в углеродсодержащей рабочей жидкости – керосине осветительном. После получения спеченного образца нового безвольфрамового твердого сплава были проведены исследования его элементного и фазового составов с применением энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы EDAX, встроенного в растровый электронный микроскоп QUANTA 600 FEG, и рентгеновского дифрактометра Rigaku Ultima IV.

Результаты. В ходе проведения исследования было экспериментально установлено, что основными элементами нового сплава являются Ti, Ni, Mo и C, что напрямую зависит от состава электроэрозионного порошка. Анализ дифрактограммы фазового состава нового безвольфрамового твердого сплава, полученного на основе электроэрозионного порошка, показал наличие карбидных фаз титана TiC, а также никелида молибдена MoNi₃ и чистых никеля Ni и молибдена Mo, что также напрямую связано с фазовым составом электроэрозионной шихты.

Заключение. Полученные результаты экспериментальных данных позволяют сделать вывод о том, что элементный и фазовый составы новых безвольфрамовых твердых сплавов, полученных спеканием электроэрозионного порошкового материала, диспергированного в углеродсодержащей среде из отходов карбонитридного безвольфрамового сплава, зависят от состава исходного материала (шихты).

1. 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.

2. Патент 2449859 Рос. Федерация, МПК B22F 9/14. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов / Агеев Е. В.; заявитель и патентообладатель Юго-Западный государственный университет. № 2010104316/02; заяв. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012. 4 с.

3. Патент 2763431 Рос. Федерация, МПК B22F 9/04, B22F 9/14, C22B 7/00, B82Y 40/00. Способ получения безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов в воде дистиллированной / Агеев Е. В., Агеева Е. В., Сабельников Б. Н.; заявитель и патентообладатель Юго-Западный государственный университет. № 2020138423; заявл. 01.03.2021; опубл. 29.12.2021.

4. Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия ЮгоЗападного государственного университета. 2012. № 5 (44), ч. 2. С. 99–102.

5. Порошки, полученные электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов – перспективный материал для восстановления деталей автотракторной техники / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Е. В. Агеева, Р. В. Бобрышев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1 (40), ч. 1. С. 182–189.

6. Агеев Е. В., Сабельников Б. Н. Износостойкие безвольфрамовые твердосплавные порошковые материалы для восстановления изношенных деталей автомобилей // Мир транспорта и технологических машин. 2020. № 1 (68). С. 11–17.

7. Агеева Е. В., Хардиков С. В., Агеева А. Е. Структура и свойства спеченных образцов из электроэрозионных хромсодержащих порошков, полученных в бутиловом спирте // Современные материалы, техника и технологии. 2021. № 6 (39). С. 4–13.

8. Хардиков С. В., Агеева Е. В., Агеева А. Е. Анализ характеристик износостойкости спеченных изделий из электроэрозионного порошка стали Х13, полученного в бутиловом спирте // Современные материалы, техника и технологии. 2021. № 6 (39). С. 58–64.

9. Получение твердосплавных изделий холодным изостатическим прессованием электроэрозионных порошков и их исследование / Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов, П. И. Бурак, Е. В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 5 (50). С. 116–125.

10. 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.

11. Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А. Метод получения наноструктурных порошков на основе системы WC-Cо и устройство для его осуществления // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2010. № 5 (283). С. 39–42.

12. Порошки, полученные электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов – перспективный материал для восстановления деталей автотракторной техники / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Е. В. Агеева, Р. В. Бобрышев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1 (40), ч. 1. С. 182–189.

13. Агеева Е. В., Хорьякова Н. М., Агеев Е. В. Исследование формы и морфологии электроэрозионных медных порошков, полученных из отходов // Вестник машиностроения. 2014. № 8. С. 73–75.

14. Исследование химического состава порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е. В. Агеев, Б. А. Семенихин, Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5 (38), ч. 1. С. 138a–144.

15. Пикалов С. В., Агеев Е. В., Агеева А. Е. Разработка и исследование высокопрочных быстрорежущих сталей на основе диспергированных электроэрозией частиц сплава Р6М5 // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. Т. 11, № 4. С. 53–67.

16. Агеев Е. В., Агеева А. Е. Состав, структура и свойства твердосплавных порошков, полученных электродиспергированием сплава Т5К10 в воде // Металлург. 2022. № 2. C. 90– 94.

17. 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(6). P. 573–575.

18. Патент 2563609 Российская Федерация, МПК В22F 3/14, В22F 3/087, B22F 3/105. Способ получения заготовок из порошковой быстрорежущей стали / Е. В. Агеев, В. Ю. Карпенко, А. Е. Гвоздев, Е. В. Агеева. № 2014137211/02; заявл. 16.09.2014; опубл. 20.09.2015, Бюл. № 26.

19. Панов В. С., Ниткин Н. М. Безвольфрамовые твердые сплавы // Нанотехнологии: наука и производство. 2017. № 3. С. 65–70.

20. Электрохимическая обработка безвольфрамовых твердых сплавов / Х. М. Рахимянов, Б. А. Красильников, В. В. Янпольский, Д. Б. Красильников // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2010. № 3 (48). С. 3–7.