| Реферат |
В статье рассматривается возможность переработки и вовлечения в производство порошка, изготовленного из отходов механической обработки слитков сплава ВТ-22 с использованием методов порошковой металлургии, а также нанесение защитных покрытий методом плазменного напыления. При компактировании образцов исследовано влияние различных добавок, обладающих высокой пластичностью, способствующих схватыванию частиц порошка ВТ-22 между собой, а также изучено влияние усилия прессования и режимов спекания. По полученным данным установлено, что оптимальное содержание порошка ВТ-22 для получения качественных прессовок не должно превышать 75 %. Показано, что порошок ВТ-22 может быть использован для получения методами порошковой металлургии компактных изделий как композиционного, так и однородного состава при добавлении такого же порошка, но полученного методом HDH («гидрирование – дегидрирование»). Определен наиболее перспективный вариант состава для получения композиционного материала с хорошими прочностными свойствами. Методом плазменного напыления получены защитные покрытия на стальной подложке. Одна часть образцов покрытий была испытана на адгезию с подложкой методом трехточечного изгиба. Другая часть прошла испытание на коррозионную стойкость в камере соляного тумана. При испытании в камере соляного тумана на комбинированных покрытиях быстро обнаружилась точечная коррозия, что говорит о невысоких защитных свойствах. Испытания на трехточечный изгиб показали, что покрытия имеют хорошую адгезию с подложкой. Таким образом, можно утверждать, что полученные покрытия имеют достаточно высокие прочностные, но относительно низкие антикоррозионные свойства. Для изучения влияния плазмообразующего газа на свойства порошка ВТ-22 после проведения работ по нанесению плазменных покрытий авторами был собран порошок, прошедший через плазму. Исследования показали, что и после прохождения через плазму порошок практически не изменяет физико-технологические свойства, химический состав, морфологию частиц. Исходя из полученных данных можно сделать вывод о возможности повторного использования порошка.
Работа выполнена при финансовой поддержке УрО РАН (грант № 15-17-3-41). |
| Библиографический список |
1. Колобов Г. А., Прутцков Д. В., Щербина А. И., Павлов В. В., Дрозденко А. В., Гомонай В. И., Секереш К. Ю., Дрозденко М. В. Отходы титановых сплавов как возможная сырьевая база порошковой металлургии титана // Титан. 2011. № 1. С. 9–15.
2. Колобов Г. А., Пожуев В. И., Тэлин В. В. Титан вторичный. Часть 1. — Запорожье : Изд-во Запорожской государственной инженерной академии, 2006. — 124 с.
3. Колобов Г. А. Рециклинг отходов титана и титановых сплавов // Новi матерiали i технологii в металлургii та машино будуваннi. 2013. № 1. С. 138–140.
4. Захаров М. Н., Романова О. В., Рыбалко О. Ф., Ильиных С. А., Долматов А. В., Гельчинский Б. Р. Возможности переработки и вовлечения в производство отходов механической обработки изделий из титана и его сплавов. Труды конгресса «Техноген-2017». — Екатеринбург : УрО РАН, 2017. С. 394–396.
5. Иващенко В. П., Курис Ю. В., Колобов Г. А. Научные аспекты утилизации некондиционных титановых отходов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. Прикладная физика и материаловедение. 2011. Т. 52, № 4/5. С. 23–25.
6. Сметкин А. А. Тенденции развития процессов получения титановых материалов методом порошковой металлургии // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2013. Т. 15, № 3. С. 26–32.
7. Bolzoni L., Ruiz-Navas E. M., Gordo E. Processing of elemental titanium by powder metallurgy techniques // Materials Science Forum. 2013. Vol. 765. P. 383–387.
8. Ma Qian, Francis H. Froes. Titanium powder metallurgy : science, technology and applications. — Butterworth – Heinemann, 2015. — 648 p.
9. Neikov O. Non-ferrous powder production: Manufacturing methods and properties of copper, aluminium, titanium and nickel powders // Powder Metallurgy Review. 2014. Summer. P. 65–87.
10. Leyens C., Peters M. Titanium and titanium alloys. Fundamentals and applications. — Weinheim : WILEY-VCH Verlag GmbH. 2003. — 513 p.
11. Джуган А. А., Овчинников А. В., Ольшанецкий В. Е. Аддитивные технологии и возможности их применения в современных условия (обзор) // Новi матерiали i технологii в металлургii та машинобудуваннi. 2014. № 2. С. 96–101.
12. Джуган А. А., Ольшанецкий В. Е., Овчинников А. В., Степанова Л. П., Михайлютенко О. А. Использование титановых порошков в методах 3D печати изделий // Новi матерiали i технологii в металлургii та машинобудуваннi. 2016. № 2. С. 77–81.
13. Isaza Juan F., Claus Aumund-Kopp P. Additive manufacturing with metal powders: design for manufacture evolves into design for function // Powder Metallurgy Review, 2014. Summer. P. 41–51.
14. Зленко М. А., Нагайцев М. В., Довбыш В. М. Аддитивные технологии в машиностроении. — М. : ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015. — 220 с.
15. ГОСТ 19807–91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки. — Введ. 1992–07–01.
16. Романова О. В., Рыбалко О. Ф., Долматов А. В. Влияние добавок на компактируемость порошка титанового сплава ВТ-22, полученного плазменным распылением // Сборник тезисов докладов V Международной конференции-школы по химической технологии ХТ’16 Сателлитной конференции XX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии 16–20 мая 2016. — Волгоград, 2016. Т. 2. С. 297, 298.
17. Крашанинин В. А., Ильиных С. А., Чусов С. А., Гельчинский Б. Р. До- и сверхзвуковое плазменное напыление металлических порошков и получение комбинированных защитных покрытий // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Современные металлические материалы и технологии» (СММТ’15). — СПб. : Изд-во Политехнического университета, 2015. С. 1103–1114.
18. ГОСТ Р 52763–2007. Методы испытаний на стойкость к климатическим воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие соляного тумана. — Введ. 2008–01–01.
19. ГОСТ 19440–94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Часть 1. Метод с использованием воронки. Часть 2. Метод волюмометра Скотта. — Введ. 1997–01–01.
20. ГОСТ 20899–98. Порошки металлические. Определение текучести с помощью калиброванной воронки (прибора Холла). — Введ. 2001–07–01.
21. ГОСТ 25279–93. Порошки металлические. Определение плотности после утряски. — Введ. 1997–01–01.
22. ISO 13322-2:2006. Particle size analysis. Image analysis methods. Part 2: Dynamic image analysis methods.
23. Ильин А. А., Колачёв Б. А., Полькин И. С. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства : справочник. — М. : ВИЛС – МАТИ, 2009. — 520 с.
24. Илларионов А. Г., Попов А. А. Технологические и эксплуатационные свойства титановых сплавов : уч. пособие. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. — 137 с.
25. Veiga C., Davim J. P., Loureiro A. J. R. Properties and applications of titanium alloys: a brief review // Reviews On Advanced Materials Science. 2012. Vol. 32. P. 133–148.
26. Анциферова И. В. Порошковые титановые материалы // Вестник ОГУ. 2004. № 2. С. 198–202.
27. Щенникова Т. Л., Залазинский Г. Г., Залазинский Г. Г. (мл.), Гельчинский Б. Р., Романова О. В., Рыбалко О. Ф., Крючков Д. И., Залазинский А. Г., Березин И. М. Исследование свойств порошков сплава ВТ-22 и порошковых материалов на его основе // Перспективные материалы. 2015. № 4. С. 15–20.
28. Robertson I. M., Schaffer G. B. Review of densification of titanium based powder systems in press and sinter proces sing // Powder Metallurgy. 2010. Vol. 53, No. 2. P. 146–162.
29. Крючков Д. И., Залазинский А. Г., Березин И. М., Романова О. В. Моделирование процессов компактирования титановых композитов из порошкообразного сырья // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2015. № 1. С. 47–59.
30. Пат. 2555698 РФ. Способ получения порошкового материала на основе титана / Залазинский Г. Г., Щенникова Т. Л., Гельчинский Б. Р., Романова О. В., Залазинский А. Г., Березин И. М., Крючков Д. И. ; заявл. 11.09.2014 ; опубл. 10.07.2015, Бюл. № 19.
31. Ильиных С. А., Кирнос И. В., Крашанинин В. А., Гельчинский Б. Р. Физико-химические свойства покрытий, получа емых дозвуковым и сверхзвуковым плазменным напылением порошков металлов и их композиций // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015. № 1. С. 49–54.
32. Ильиных С. А., Крашанинин В. А., Гельчинский Б. Р., Пономаренко А. А., Залесова О. Л. Исследования коррозионной стойкости комбинированных покрытий порошковых систем Zn – Me (Al, Mo, Ti, Ni) // Материалы XIV Международной научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия». — Москва. 2016. С. 91–94.
33. Захаров М. Н., Рыбалко О. Ф., Ильиных С. А., Чусов С. А., Долматов А. В. Химико-термическая обработка в струе плазмы титансодержащих порошков // Сборник тезисов докладов V Международной конференции-школы по химической технологии ХТ’16 Сателлитной конференции XX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии 16–20 мая 2016. Волгоград. 2016. Т. 2. С. 214, 215. |
