Preview

Регулирование формы и размеров частиц порошков при плазменном распылении

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-7-15

Полный текст:

Аннотация

Аддитивные технологии относятся к числу наиболее стремительно развивающихся направлений современного производства. Для обеспечения поступательного движения развития аддитивных технологий в РФ необходимо обеспечить максимальную доступность отечественных предприятий к аддитивному сырью – сферическим металлическим порошкам, однако отсутствие отечественных установок для производства таких порошков затрудняет решение этой задачи. В СПбПУ Петра Великого были разработаны и успешно прошли промышленные испытания системы плазменной атомизации твердых металлических фидстоков различных химических составов. В работе приводятся результаты исследования влияния ряда технологических параметров на гранулометрический размер, форму и дефектность порошков стали 12Х18Н9 и сплава ВЖ98. Приведены результаты исследований влияния таких параметров распыления, как сила тока и скорость плазмообразующего газа, подаваемых на плазмотрон и объем защитного газа, подаваемого в факел распыления через форсунки системы «кипящего слоя», расположенного в средней части камеры распыления атомайзера. Показано, что, повышая силу тока и скорость плазмообразующего газа, можно снизить средний размер частиц порошка, а изменяя объем подачи защитного газа – регулировать форму частиц. Анализ химического состава полученных порошков показал, что в процессе распыления угара легирующих элементов не происходит и состав порошка не отличается от составов исходных фидстоков. В работе приведены разработанные режимы распыления фидстоков сплавов, показана возможность получения металлических порошков с уровнем сферичности 92–96 % и минимальным – не превышающим 0,5 % от общей массы порошка – количеством частиц с неметаллическими включениями, наружными и внутренними дефектами.

Об авторе

Сергей Борисович Ермаков
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург (Россия)
Россия

директор научно-образовательного центра «Северсталь-Политех»



Список литературы

1. Сироткин О.С. Современное состояние и перспективы развития аддитивных технологий // Авиационная промышленность. 2015. № 2. С. 22–25.

2. Петров И.М. Основные тенденции российского рынка металлических порошков для аддитивных технологий // Аддитивные технологии. 2019. № 1. С. 24–26.

3. Uriondo A., Esperon-Miguez M., Perinpanayagam S. The present and future of additive manufacturing in the aerospace sector: A review of important aspects // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part G: Journal of Aerospace Engineering. 2015. Vol. 229. № 11. P. 2132–2147.

4. Дектярев А.В., Товпинец А.О., Гришин П.Р., Лейцин В.Н., Морозов В.Н. Сравнительный анализ физико-механических характеристик материалов аддитивного производства с традиционными методами литья как возможность применения 3D-печати в ремонтных работах на борту судна в рейсе в условиях Арктической зоны // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2020. № 2. С. 41–48.

5. Зленко М.А., Нагайцев М.В., Довбыш В.М. Аддитивные технологии в машиностроении. М.: НАМИ, 2015. 220 с.

6. Дресвянников В.А., Страхов Е.П. Классификация аддитивных техно-логий и анализ направлений их экономического использования // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2018. № 2. С. 16–28.

7. Шимохин А.В. Экономическое обоснование внедрения аддитивной технологии в технологические процессы производства продукции предприятия // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия Экономика и экологический менеджмент. 2019. № 4. С. 13–19.

8. Dröder К., Heyn J.K., Gerbers R., Wonnenberg B., Dietrich F. Partial Additive Manufacturing: Experiments and Prospects with regard to Large Series Production // Procedia CIRP. 2016. Vol. 55. P. 122–127.

9. Терентьева О.А., Маймистов Д.Н., Гусев К.А., Флисюк Е.В., Наркевич И.А. Аддитивные технологии в фармации. М.: КноРус, 2021. 172 с.

10. Смуров И.Ю., Конов С.Г., Котобан Д.В. О внедрении аддитивных технологий и производства в отечественную промышленность // Новости материаловедения. Наука и техника. 2015. № 2. С. 11–22.

11. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУЦП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1. С. 3–33.

12. Sames W.J., List F.A., Pannala S., Dehoff R.R., Babu S.S. The metallurgy and processing science of metal additive manufacturing // International Materials Reviews. 2016. Vol. 61. № 5. P. 315–360.

13. Григорьев А.В., Разумов Н.Г., Попович А.А., Самохин А.В. Плазменная сфероидизация порошков на основе сплавов Nb-Si, полученных механическим легированием // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2017. Т. 23. № 1. С. 247–254.

14. Тимофеев А.Н., Логачева А.И. От металлургии гранул к аддитивным технологиям // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2018. № 3. С. 84–94.

15. Алымов М.И., Левинский Ю.В., Набойченко С.С., Касимцев А.В., Панов В.С., Оглезнева С.А., Миляев И.М., Тимофеев И.А., Вершинина Е.В., Абоганбиев А.Ю., Тузов Ю.В., Фомина О.Н., Комлев В.С. Металлические порошки и порошковые материалы. М.: Научный мир, 2018. 610 с.

16. Головков В.Г., Пашко С.А. Аддитивные технологии в России // Управление качеством. 2017. № 9. С. 43–48.

17. Ermakov B.S., Ermakov S.B., Pavlenko A., Vologzhanina S.A. Regulation of powder particle sizes during plasma spraying // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 826. № 1. Article number 012007.

18. Linke J., Akiba M., Duwe R., Lodato A., Penkalla H.-J., Rodig M., Schopflin K. Material degradation and particle formation under transient thermal loads // Journal of Nuclear Materials. 2001. Vol. 290-293. P. 1102–1106.

19. Safronov V., Arkhipov N., Bakhtin V., Barsuk V., Kurkin S., Mironova E., Piazza G., Würz H., Zhitlukhin A. Macroscopic erosion of divertor materials under plasma heat load typical for ITER hard disruption // Вопросы атомной науки и техники. 2002. № 5. С. 27–29.

20. Харламов М.Ю., Кривцун И.В., Коржик В.Н., Петров С.В. Нагрев и плавление проволоки-анода при плазменно-дуговом напылении // Автоматическая сварка. 2011. № 5. С. 5–11.

21. Мордынский В.Б., Гусев В.М., Тюфтяев А.С., Буклаков А.Г., Саргсян М.А. Диспергирование капли при электродуговой металлизации // Физика химия обработки материалов. 2016. № 6. С. 74–81.


Для цитирования:


Ермаков С.Б. Регулирование формы и размеров частиц порошков при плазменном распылении. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2021;(1):7-15. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-7-15

For citation:


Ermakov S.B. Regulation of powder particles shape and size at plasma spraying. Science Vector of Togliatti State University. 2021;(1):7-15. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-7-15

Просмотров: 132


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)