Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета, Набережные Челны, Россия

Н. Н. Сафронов, профессор кафедры машиностроения, докт. техн. наук, эл. почта: safronov-45@mail.ru
Р. А. Бикулов, заведующий кафедрой промышленного менеджмента, докт. техн. наук, эл. почта: bikulov_uvr@mail.ru

Предложен метод электроэрозионного диспергирования и его аппаратурное оформление для получения порошкового материала на основе перспективного интерметаллидного сплава системы Fe – Al (25–34 % (ат.) Аl). Исходный материал — обрезки стальной низкоуглеродистой проволок марки СВ08. Рабочая жидкость — смесь осветительного керосина с алюмоорганическим соединением — триизобутилалюминием в равных объемных долях. Электроэрозионные порошки представляли собой частицы сферической формы широкого диапазона размеров: от ультрадисперсных до микрометровых. Средний размер частиц (D, мкм) зависит от энергии импульсов электроискрового процесса (Е, Дж) по адекватной математической модели в виде полинома второго порядка: D = –8,74E² + 11,26E + 1,44. Элементный состава порошков представлен железом, легированным алюминием и углеродом. Их количества зависят от величины энергии импульсов электроискрового процесса по следующим адекватным математическим моделям в виде полиномов второго порядка, % (мас.): для алюминия Аl = –10,55E² + 13,59E + 14,42 и углерода С = –1,70E² + 2,28E + 1,16. Фазовый состав порошков представлен интерметаллидом FeAl с решеткой типа В₂, в котором находятся колонии двойного карбида Fe₃AlС_0,5 и графитовая фаза. Увеличение энергии импульсов приводит к росту доли двойного карбида Fe₃AlС_0,5 У — содержание в материале порошка двойного карбида Fe₃AlС_0,5, % (мас.) по адекватной математической модели в виде полинома второго порядка: У = –3,94E² + 12,99E + 4,37.

1. Технология нанесения и свойства покрытий : учебное пособие / сост. Ю. Е. Спектор, Р. Г. Еромасов. — Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2008. — 271 с.
2. Девойно О. Г. и др. Технология формирования износостойких покрытий на железной основе методами лазерной обработки. — Минск : БНТУ, 2020. — 280 с.
3. Бойцов А. Г. Инновации в области нанесения покрытий // РИТМ машиностроения. 2020. № 2. С. 27–33.
4. Платов С. И., Сальников Г. Х. Способы нанесения покрытий и актуальность их применения // Сборник докладов национальной научной школы-конференции «Современные достижения университетских научных школ», Магнитогорск, 19–20 ноября 2020 года. — Магнитогорск : Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, 2020. С. 33–36.
5. Современные технологии в порошковой металлургии : учебное пособие / сост. В. Л. Гиршов, С. А. Котов, В. Н. Цеменко. — СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2010. — 385 с.
6. German R. M. Effects of tungsten particle size and copper content on densification of liquid-phase-sintered W-Cu // Metall Mater Trans A. 2005. Vol. 36A. P. 2807–2814.
7. Кубанова А. Н., Сергеев А. Н., Добровольский Н. М., Гвоздев А. Е. и др. Особенности материалов и технологий аддитивного производства изделий // Чебышевский сборник. 2019. Т. 20. Вып. 3. С. 453–477.
8. Mellor S., Hao L., Zhang D. Additive manufacturing: A framework for implementation // International Journal of Production Economics. 2014. Vol. 149. P. 194–201.
9. Shah S., Mattiuzza S., Ganji E. N., Coutroubis A. Contribution of additive manufacturing systems to supply chain // Proceedings of the 2017 International Conference on Industrial Engineering, Management Science and Application (ICIMSA). Seoul, Korea. IEEE. P. 2–6.
10. Интерметаллидные сплавы : электронное учебное пособие / сост. А. И. Ковтунов, С. В. Мямин. — Тольятти : Изд-во ТГУ, 2018. — 77 с.
11. Дворник М. И., Верхотуров А. Д., Ершова Т. Б., Палажченко В. И. Влияние энергии и длительности искрового разряда на состав порошка, полученного электроэрозионным диспергированием твердого сплава ВК8 в воде // Электронная обработка материалов. 2005. № 2. C. 14–19.
12. Новиков Е. П. Исторические аспекты получения порошков из токопроводящих отходов производства методом электроэрозионного диспергирования // Современные материалы, техника и технологии. 2016. № 1 (4). C. 170–177.
13. Панарин А. В., Ильин В. А. Алюминирование конструкционных сталей методом термического разложения металлоорганической жидкости // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 1. С. 20–24.
14. ГОСТ 2246–70. Проволока стальная сварочная. — Введ. 01.01.1973.
15. ГОСТ 9045–93. Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. — Введ. 01.01.1997.
16. Электрохимические и электрофизические технологии в машиностроении: электроэрозионные, химические и электрохимические методы обработки : учебное пособие / сост. В. И. Никифоров. — СПб. : Изд-во Политехнического ун-та, 2013. — 302 с.

17. Савицкий В. В. Электроэрозионные методы обработки материалов : учеб. пособие для вузов. — Витебск : УО «ВГТУ», 2006. — 276 с.
18. Агеев Е. В., Гадалов В. Н., Романенко Д. Н., Тригуб В. Б. и др. Исследование физико-технологических свойств порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава // Фундаментальные исследования. 2011. № 12. Ч. 2. С. 336–340.
19. Mercado W. B., Fajardo M. L., Pérez Alcázar G. A., Sánchez Sthepa H. Synthesis and characterization of Fe3 AlC0,5 by mechanical alloying // Hyperfine Interactions. 2007. Vol. 168. P. 943–949.
20. Minamino Y., Koizumi Y., Tsuji N., Hirohata N. Microstructures and mechanical properties of bulk nanocrystalline Fe–Al–C alloys made by mechanically alloying with subsequent spark plasma sintering // Science and Technology of Advanced Materials. 2004. Vol. 5, Iss. 1–2. P. 133–143.
21. Катаев В. В., Смирнова В. Г., Ермакова В. П., Мельчаков С. Ю. и др. Поведение комплексного модификатора, содержащего РЗМ, при выплавке Fe-Al сплавов в открытой индукционной печи // Электрометаллургия. 2019. № 7. С. 3–5.