Свойства электроэрозионных порошков, используемых в производстве твердосплавных заготовок

3. Костромин С.В. Особенности лазерной резки порошковых металлических материалов // Современные инновации в науке и технике: Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции (17 апреля 2014 года). В 4-х т. Том 2. - Курск: Изд-во ЮЗГУ, 2014. - С. 281-283 с.

СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ ПОРОШКОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ

ЗАГОТОВОК

Кругляков Олег Викторович, аспирант, Угримов Александр Сергеевич, аспирант Осьминина Анастасия Сергеевна, студент Агеев Евгений Викторович, д.т.н., доцент, профессор кафедры автомобилей, транспортных систем и процессов Юго-Западный государственный университет, Россия

Представлены результаты исследования свойств электроэрозионных порошков, используемых в производстве твердосплавных заготовок. Отмечено, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов спеченных твердых сплавов, состоит из частиц правильной сферической формы (или эллиптической), неправильной формы (конгломератов) и осколочной формы.

Работа выполнена по теме гранта Президента Российской Федерации № МД-1123.2014.8.

Прогресс в технике, повышение требований к надежности и эффективности машин и механизмов, новые более жесткие режимы их функционирования требуют улучшения эксплуатационных характеристик деталей и материалов, из которых их изготавливают.

При этом, получение материалов с особыми физическими характеристиками и структурой связано с использованием твердых сплавов, что делает особенно актуальным получение твердосплавных порошков из отходов.

В издании обобщены и изложены вопросы, связанные с получением пригодных к практическому применению твердых сплавов из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов в воде дистиллированной и керосине осветительном, методом горячего прессования с пропусканием высокоамперного тока в вакууме, а также изостатическим прессованием и спеканием и исследование их свойств.

Проведенное исследование в области порошковой металлургии связано с современными методами исследования порошковых материалов из отходов вольфрамсодержащих спеченных твердых сплавов, полученных методом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД).

Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных

электрических разрядов между электродами. Под действием разрядов происходит ионизация рабочей жидкости в промежутке, через который начинает протекать электрический ток, т.е. образуется канал разряда -сравнительно узкая цилиндрическая область, заполненная нагретым веществом (плазмой), содержащим ионы и электроны. Длина канала и его диаметр очень малы и поэтому плотность энергии в нем достигает больших величин, а температура в этом локальном объеме - десятков тысяч градусов.

В качестве диспергируемого материала для выполнения намеченных исследований были выбраны отходы твердых сплавов марки Т15К6. В качестве рабочих жидкостей - вода дистиллированная и керосин осветительный.

Процесс проводили при следующих электрических параметрах: емкость разрядных конденсаторов 35 мкФ, напряжение 200 ... 220 В, частота следования импульсов 30 Гц. В результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами произошло разрушение материала отходов с образованием дисперсных частиц порошка.

Для изучения формы и морфологии микрочастиц были выполнены снимки на растровом электронном микроскопе «Quanta 600 FEG». При помощи растровой электронной микроскопии возможно проводить непосредственный анализ частиц порошка с достаточно высоким разрешением.

В растровом электронном микроскопе достигается большая глубина фокуса, что позволяет наблюдать объёмное изображение изучаемой структуры. Микроскоп «Quanta 600 FEG» позволяет получать изображения различных объектов с увеличением, превышающим 100000 крат, с большим числом элементов разложения (пикселов). Он предназначен для выполнения различных исследований с минимальными затратами времени на препарирование объектов, обеспечивая их наблюдение с исключительной глубиной резкости.

Снимки поверхности частиц твердосплавного порошка, полученного в керосине на растровом электронном микроскопе «Quanta 600 FEG» представлены на рис. 1. Видно, что в порошке превалируют частицы, имеющие правильную сферическую или эллиптическую форму. Они получаются кристаллизацией расплавленного материала (жидкой фазы). Частицы, образующиеся при кристаллизации кипящего материала (паровой фазы), имеют неправильную форму, размер на порядок меньше частиц, образующихся их жидкой фазы, и обычно агломерируются друг с другом и на поверхности других частиц.

В процессе ЭЭД такие частицы наиболее подвержены химическим и фазовым изменениям. Показано, что форма частиц порошка обусловлена тем, в каком виде материал выбрасывается из лунки в процессе ЭЭД.

11/12/2010 тад WD spot det HV — -20 |jm--

4:10:38 РМ 5 ООО х 4.9 mm 3.5 ETD 15.00 kV Quanta FEG

Рис. 1. Снимок с РЭМ частиц порошка, полученного ЭЭД _ _в керосине_

5/19/2010 mag WD spot det HV 4 мт—

1:03:01PM 30 000 x 9.8 mm 4.5 LFD 30.00 kV Quanta FEG

Рис. 2. Снимок с РЭМ частиц порошка, полученного ЭЭД в воде