Исследование и разработка процесса получения порошков заданного гранулометрического состава из отходов твердых сплавов электроэрозионным диспергированием, их аттестация и использование для получения износостойких покрытий при восстановлении и упрочнении д

• Автор: Семенихин, Борис Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ ОТХОДОВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

1.1 Основные методы получения металлических порошков

1.2 Методы получения порошков из отходов твердых сплавов

1.3 Выводы
Глава 2. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ ОТХОДОВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ

2.1 Обоснование возможности применения ЭЭД для получения порошков

2.2 Металлургические особенности получения порошков из отходов твердых сплавов методом ЭЭД

2.3 Оборудование для получения порошков методом ЭЭД

2.4 Рабочие жидкости для получения порошков методом ЭЭД

2.5 Технологические параметры получения порошков методом ЭЭД и исходные материалы
2.6 Выводы
Глава 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОРОШКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ОТХОДОВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫМ ДИСПЕРГИРОВАНИЕМ
3.1 Определение гранулометрического состава порошка
3.2 Определение химического состава порошка
3.3 Исследование формы и морфологии поверхности частиц порошков
3.4 Проведение рентгеноспектрального микроанализа частиц порошков
3.5 Проведение рентгеноструктурного анализа порошков
3.6 Определение микротвердости порошков
3.7 Выводы

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ ОТХОДОВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ МЕТОДОМ ЭЭД
4.1 Влияние основных параметров процесса ЭЭД на производительность получения порошков
4.2 Влияние электрических параметров процесса ЭЭД на гранулометрический состав порошка
4.3 Результаты исследований химического состава порошка
4.4 Результаты исследований формы и морфологии частиц порошка
4.5 Результаты рентгеноспектрального микроанализа частиц порошка.
4.6 Результаты рентгеноструктурного (фазового) анализа порошков
4.7 Результаты определения микротвердости порошков
4.8 Выводы
Глава 5. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ
5.1 Разработка установки для получения порошков из отходов твердых сплавов методом ЭЭД
5.2 Разработка технологии получения порошков из отходов твердых сплавов методом ЭЭД
5.3 Использование порошков, полученных из отходов твердых сплавов методом ЭЭД, для получения износостойких покрытий при восстановлении и упрочнении деталей машин
5.4 Внедрение результатов работы в учебный процесс
5.5 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Первые исследования по применению явления электроэрозии для получения порошков металлов относятся к 40-м годам прошлого столетия. Изобретенный в 1943 году Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко метод электроискровой обработки, впоследствии разделился на два отдельных -электроэрозионная обработка и электроискровое легирование. Однако возможность создания высокопроизводительной технологии получения дисперсных порошков металлов и их соединений появилась только в последние десятилетия в результате исследований электроэрозии в межэлектродном промежутке, заполненном свободно соприкасающимися гранулами металла и диэлектрической рабочей жидкостью.
В нашей стране и за рубежом такая технология вызвала, первоочередной интерес для получения химически чистой окиси алюминия. В ряде исследовательских работ было установлено, что методом элекгроэрозионного диспергирования (ЭЭД) можно получать порошки практически любых металлов и их проводящих соединений. Отмечается, что порошки, получаемые этим методом, имеют сферическую форму частиц размером от 0,001 до 100 мкм. Причем, изменяя электрические параметры процесса диспергирования можно управлять шириной и смещением интервала размера частиц.
В зависимости от среды диспергирования можно получать как химически чистые порошки металлов, так и соединения металлов с элементами среды. В частности, диспергирование металлов в воде является перспективным способом получения порошков оксидов и гидроксидов металла, а диспергирование в углеродсодержащих жидкостях приводит к большому процентному выходу соединения металла с углеродом. Используя различные способы очистки, можно добиваться высокого процента выхода чистого металлического порошка и в случае взаимодействия металла со средой.

скоростью несколько км/с, состоящего из электронов плотностью 1022/м

[77]. Выделение тепловой энергии (—) приводит к увеличению

температуры канала разряда до 12000-30000 К [46, 77]. Потери энергии за счет теплопроводности (сйу(А,^гас1(Т))) на данной стадии процесса незначительны ввиду малой длительности. Часть выделяемой мощности расходуется на кипение и разложение РЖ [149].
Образование канала проводимости приводит к снижению сопротивления, а, следовательно, и к уменьшению напряжения и увеличению электрического тока в канале разряда. Через канал разряда протекает ток, при этом скорость нарастания его силы может достигать сотен килоампер в секунду. К концу первой стадии напряжение снижается до «напряжения эрозии». Температура канала разряда падает до 8000-10000 К [46, 77]. За это время на поверхности электродов металл разогревается до температуры кипения. Эрозия на данной стадии происходит в незначительных объемах в паровой фазе.
Второй стадией является образование около канала разряда газового пузыря из паров жидкости и металла, нагрев электродов. Развитие разряда в МЭП сопровождается появлением ударной тепловой волны, которая возникает в начальных стадиях разряда и приводит к образованию газового пузыря в РЖ [77]. Сечение канала разряда мало, а его расширению препятствует магнитное поле, которое сжимает канал. Ту же роль выполняет и РЖ, окружающая канал разряда. 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 [48, 86, 104]. Вследствие высокого давления (2Т07Па) канал разряда стремится расшириться, сжимая окружающую его газовую фазу. Вследствие инерции, сначала газовый пузырь и окружающая его РЖ неподвижны. Затем начинается их расширение. Границы канала разряда движутся с высокой скоростью в радиальном направлении. Скорость расширения может достигать