Study of the Influence of the Granulometric Composition of Electrospark Cobalt-Chromium Powders on the Physical and Mechanical Properties of Additive Products

Abstract

Целью работы являлось исследование влияния гранулометрического состава электроэрозионных кобальтохромовых порошков на физико-механические свойства аддитивных изделий. Методы. Для выполнения намеченных исследований были выбраны отходы кобальтохромового сплава марки КХМС «ЦЕЛЛИТ». В качестве рабочей жидкости-спирт бутиловый. Для получения кобальтохромовых порошковых материалов электроэрозионным диспергированием пользовались установкой для ЭЭД токопроводящих материалов. Диспергируемый материал засыпали в эксикатор, заполненный бутиловым спиртом, который используется в качестве рабочей жидкости для диспергирования. Бутиловый спирт C4H9OH-представитель одноатомных спиртов. Это бесцветная немного вязкая жидкость, не имеющая цвета и со свойственным сивушному маслу запахом. Смешивается с органическими растворителями. Бутанол используют в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности, при изготовлении смол и пластификаторов, а также во многих других отраслях. Для получения экспериментальных образцов аддитивных изделий использовалась установка для послойного нанесения порошковых материалов плазмой. Гранулометрический состав полученных порошков авторы исследовали по методике диспергирования в жидкости с ультразвуком. Методика исследования (ФР 1.27.2009.06762 «Методика выполнения измерений размера частиц в суспензиях, эмульсиях и аэрозолях в нанометровом и коллоидном диапазонах с использованием эффекта динамического рассеяния света»). Результаты. Экспериментально установлено, что условия получения и дисперсность порошков определяют их поведение при спекании. С увеличением дисперсности порошка процесс спекания ускоряется и протекает более активно, а механические свойства полученных изделий при этом повышаются. Интенсификации спекания порошка способствуют оксиды, содержащиеся в большом количестве в мелких порошках и восстанавливающиеся при их нагреве при спекании. Губчатая металлическая поверхность, образующаяся после исчезновения оксида, оказывается более активной, чем поверхность изначально свободная от оксидной пленки. С увеличением дисперсности и удельной поверхности порошка его проплавление увеличивается, пористость уменьшается, а микротвердость при этом увеличивается. Наличие частиц порошка разных фракций увеличивает плотность его усадки за счет заполнения впадин и микропор на стыках крупных частиц, что в дальнейшем приводит к снижению шероховатости спеченных изделий и повышению предела прочности при сжатии и изгибе.