chebЧебышевский сборникChebyshevskii Sbornik2226-8383Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University10.22405/2226-8383-2018-22-5-252-262cheb-1167Research ArticleИстория математики и приложенийСomputer scienceЧисленные методы оптимизации процесса сплавления электроэрозионных частиц сплава КХМСNumerical methods for optimizing the process of fusion of electroerosive particles of the KHМS alloyАгеевЕвгений ВикторовичAgeevYevgeniy Viktorovich

доктор технических наук, профессор

doctor of technical sciences

ageev_ev@mail.ruАлтуховАлександр ЮрьевичAltukhovAlexander Yuryevich

кандидат технических наук, доцент

candidate of technical sciences, associate professor

ГвоздевАлександр ЕвгеньевичGvozdevAleksander Evgenуevich

доктор технических наук, профессор

doctor of technical sciences, professor

gwozdew.alexandr2013@yandex.ruКузовлеваОльга ВладимировнаKuzovlevaOlga Vladimirovna

кандидат технических наук, доцент

candidate of technical sciences, docent

kusovleva@yandex.ruКалининАнтон АлексеевичKalininAnton Alekseevichantony_ak@mail.ruЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwestern State UniversityRussian FederationТульский государственный педагогический университет им. Л. Н. ТолстогоРоссияTula State Lev Tolstoy Pedagogical UniversityRussian FederationРоссийский государственный университет правосудияРоссияRussian State University of JusticeRussian FederationТульский государственный университетРоссияTula State UniversityRussian Federation202118012022225252262Copyright © Агеев Е.В., Алтухов А.Ю., Гвоздев А.Е., Кузовлева О.В., Калинин А.А., 20212021Агеев Е.В., Алтухов А.Ю., Гвоздев А.Е., Кузовлева О.В., Калинин А.А.Ageev Y.V., Altukhov A.Y., Gvozdev A.E., Kuzovleva O.V., Kalinin A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.chebsbornik.ru/jour/article/view/1167

В работе представлены результаты оптимизации сплавления электроэрозионной кобальтохромовой шихты, которую проводили путем постановки полного факторного эксперимента и метода крутого восхождения Бокса и Уилсона. Определены оптимальные параметры процесса получения кобальтохромового сплава искровым плазменным спеканием частиц сплава КХМС по твердости. В качестве факторов были выбраны параметры работы установки искрового плазменного сплавления: температура, давление и время выдержки. Оптимальные параметры работы установки определяли для электроэрозионного материала КХМС, ранее полученного в спирте бутиловом. Согласно проведенной серии опытов определены предельные значения параметра оптимизации (твердость) для процесса сплавления электроэрозионной кобальтохромовой шихты, которые составили: 223,8 HB при давлении 30 МПа, температуре 560 ∘С и времени выдержки 3 минуты.

The paper presents the results of optimizing the fusion of an electroerosive cobalt-chromium charge, which was carried out by setting up a complete factor experiment and the methodof steep ascent of Box and Wilson. The optimal parameters of the process of obtaining a cobalt-chromium alloy by spark plasma sintering of particles of the KHMS alloy in hardnesshave been determined. The parameters of operation of the spark plasma fusion plant were selected as factors: temperature, pressure and holding time. The optimal parameters of theinstallation were determined for the electroerosive material KHMS, previously obtained in butyl alcohol. According to the conducted series of experiments, the limiting values of the optimization parameter (hardness) for the process of fusing an electroerosive cobalt-chromium charge were determined, which amounted to: 223.8 HB at a pressure of 30 MPa, a temperature of 560 ∘ C and a holding time of 3 minutes.

электроэрозионный кобальтохромовый порошокискровое плазменное сплавлениеоптимизация процессатвердость.electroerosive cobalt-chromium powderspark plasma fusionprocess optimizationhardness.Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда. Номер проекта 17-79-20336-П.The work was carried out with the financial support of the Russian Science Foundation. Project number 17-79- 20336-P.ReferencesSong B., Dong S., Zhang B. et al. Effects of processing parameters on microstructure and mechanical property of selective laser melted Ti6Al4V. // Materials & Design, 2012, Vol. 35. Р. 120–125.Song, B., Dong, S., Zhang, B. et al. 2012, “Effects of processing parameters on microstructure and mechanical property of selective laser melted Ti6Al4V“, Materials & Design, Vol. 35. Р. 120–125.Song B., Dong S., Coddet P. et al. Fabrication and microstructure characterization of selective laser melted FeAl intermetallic parts // Surface and Coatings Technology, 2012, Vol. 206. Р. 4704–4709.Song, B., Dong, S., Coddet, P. et al. 2012, “Fabrication and microstructure characterization of selective laser melted FeAl intermetallic parts“, Surface and Coatings Technology, Vol. 206. Р. 4704–4709.Loeber L., Biamino S., Ackelid U. et al. Comparison of Selective Laser and Electron Beam Melted Titanium Aluminides // Conference paper of 22nd International symposium “SolidLoeber, L., Biamino, S., Ackelid, U. et al. 2011, “Comparison of Selective Laser and Electron Beam Melted Titanium Aluminides“, Conference paper of 22nd International symposium “Solid freeform fabrication proceedings“, University of Texas, Austin, Р. 547-556.freeform fabrication proceedings”, University of Texas, Austin, 2011. Р. 547-556.Biamino, S., Penna, A., Ackelid, U. et al. 2011, “Electron beam melting of Ti–48Al–2Cr–2Nb alloy: microstructure and mechanical properties investigation“, Intermetallics, Vol. 19. Р. 776– 781.Biamino S., Penna A., Ackelid U. et al. Electron beam melting of Ti–48Al–2Cr–2Nb alloy: microstructure and mechanical properties investigation // Intermetallics, 2011, Vol. 19. Р. 776–Safdar, A., Wei, L.Y., Snis, A., Lai, Z. 2012, “Evaluation of microstructural developmentin electron beam melted Ti–6Al–4V“, Materials Characterization, Vol. 65. Р. 8–15.Safdar, A., He H. Z., Wei L. Y., Snis, A. et al. 2012, “Effect of process parameters settings and thickness on surface roughness of EBM produced Ti–6Al–4V“, Rapid Prototyping Journal, Vol. 18 (5). pp.401–408.Safdar, A., He H. Z., Wei L. Y., Snis, A. et al. 2012, “Effect of process parameters settings and thickness on surface roughness of EBM produced Ti–6Al–4V“, Rapid Prototyping Journal, Vol. 18 (5). pp.401–408.Safdar A., Wei L.Y., Snis A., Lai Z. Evaluation of microstructural developmentin electron beam melted Ti–6Al–4V // Materials Characterization, 2012, Vol. 65. Р. 8–15.Gu D. D., Meiners, W., Wissenbach, K., Poprawe, R. 2012, “Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms“, International Materials Reviews,Safdar A., He H.Z., Wei L.Y., Snis A. et al. Effect of process parameters settings and thickness on surface roughness of EBM produced Ti–6Al–4V // Rapid Prototyping Journal, 2012. Vol.Vol. 57 (3). Р. 133-164.(5). pp.401–408.Wang, Z., Guana, K., Gaoa, M. 2012, “The microstructure and mechanical properties of deposited-IN718 by selective laser melting“ Journal of Alloys and Compounds, Vol. 513. Р.Gu D.D., Meiners W., Wissenbach K., Poprawe R. Laser additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms // International Materials Reviews, 2012, Vol. 57 (3). Р. 133-164.–523Wang Z., Guana K., Gaoa M. The microstructure and mechanical properties of deposited-IN718 by selective laser melting // Journal of Alloys and Compounds, 2012, Vol. 513. Р. 518–523.Grigoryants A.G., Tretyakov R.S., Funtikov V.A. 2015, “Improving the quality of surface layers of parts obtained by laser additive technology“, Technology of mechanical engineering. № 10. С. 68-73.Григорьянц А.Г., Третьяков Р.С., Фунтиков В.А. Повышение качества поверхностных слоев деталей, полученных лазерной аддитивной технологией // Технология машиностроения. 2015. № 10. С. 68-73.Vulpe M.N., Kolesnikov D.N., Morushkin A.E. 2017, “Laser welding of blanks obtained by additive technologies“, Technology of mechanical engineering and materials science. № 1. С.Вулпе М.Н., Колесников Д.Н., Морушкин А.Е. Лазерная сварка заготовок, полученных аддитивными технологиями // Технология машиностроения и материаловедение. 2017. № 1.С. 142-144.-144.Нигметзянов Р.И., Сундуков С.К., Фатюхин Д.С. Влияние ультразвуковой обработки на шероховатость поверхности деталей, полученных аддитивными технологиями // Фунда-Nigmetzyanov R.I., Sundukov S.K., Fatyukhin D.S. 2016, “Influence of ultrasonic treatment on the surface roughness of parts obtained by additive technologies“, Fundamental and applied problems of engineering and technology. №. (315). С. 47-53.ментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2016. №. (315). С. 47-53.Chumakov D.M. 2014, “Prospects for the use of additive technologies in the creation of aviation and rocket and space technology“, Proceedings of MAI. № 78. С. 31.Чумаков Д.М. Перспективы использования аддитивных технологий при создании авиационной и ракетно-космической техники // Труды МАИ. 2014. № 78. С. 31.Grigoryants A.G., Novichenko D.Yu., Smurov I.Yu. 2011, “Laser additive manufacturing technology of coatings and parts made of composite material“, News of higher educationalГригорьянц А.Г., Новиченко Д.Ю., Смуров И.Ю. Лазерная аддитивная технология изготовления покрытий и деталей из композиционного материала // Известия высших учеб-institutions. Mechanical engineering. № 7. С. 38-46.ных заведений. Машиностроение. 2011. № 7. С. 38-46.Leitsin V.N., Ponomarev S.V., Dmitrieva M.A., Ivonin I.V., Tyryshkin I.M. 2016, “Modeling of the sintering process of products made of low-temperature ceramics formed by additiveЛейцин В.Н., Пономарев С.В., Дмитриева М.А., Ивонин И.В., Тырышкин И.М. Моделирование процесса спекания изделий из низкотемпературной керамики, формируемыхtechnologies“, Physical Mesomechanics. Т. 19. № 4. С. 21-27.аддитивными технологиями // Физическая мезомеханика. 2016. Т. 19. № 4. С. 21-27.Volosova M.A., Okunkova A.A., Konov S.G., Kotoban D.V. 2014, “Additive technologies: from technical creativity to innovative industrial technologies“, Technical creativity of youth.Волосова М.А., Окунькова А.А., Конов С.Г., Котобан Д.В. Аддитивные технологии: от технического творчества к инновационным промышленным технологиям // Техническое№ 5 (87). С. 9-14.творчество молодежи. 2014. № 5 (87). С. 9-14.Fedorov M.M. 2017, “Development of a closed technological chain for the manufacture of GTE parts using additive technologies“, Bulletin of the Rybinsk State Aviation Technological Academy named after P.A. Solovyov. № 1 (40). С. 115-118.Федоров М.М. Разработка замкнутой технологической цепочки изготовления деталей ГТД по аддитивным технологиям // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. 2017. № 1 (40). С. 115-118.Kovalev O.B. 2016, “Modeling of processes in technologies of laser additive manufacturing of bulk metal products“, Proceedings of the Russian Academy of Sciences. The series is physical. Т. 80. № 4. С. 408.Ковалев О.Б. Моделирование процессов в технологиях лазерного аддитивного изготовления объемных металлоизделий // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2016. Т. 80. № 4. С. 408.Smirnov V.V., Shaikhutdinova E.F. 2013, “Introduction of additive manufacturing technologies of parts into serial production“, Bulletin of Kazan State Technical University named after A.N. Tupolev. № 2-2. С. 90-94.Смирнов В.В., Шайхутдинова Е.Ф. Внедрение аддитивных технологий изготовления деталей в серийное производство // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2013. № 2-2. С. 90-94.Smirnov V.V., Ganeev A.A., Shaikhutdinova E.F. 2013, “Application of additive technologies for the manufacture of parts from intermetallic alloys based on titanium“, Polzunovsky Almanac. №. 2. С. 78-80.Смирнов В.В., Ганеев А.А., Шайхутдинова Е.Ф. Применение аддитивных технологий для изготовления деталей из интерметаллидных сплавов на основе титана // Ползуновский альманах. 2013. №. 2. С. 78-80.Ageev E.V., Latypov R.A. 2014, “Fabrication and investigation of carbide billets from powders prepared by electroerosive dispersion of tungsten-containing wastes“, Russian Journal of Non- Ferrous Metals. Т. 55. No. 6. рр. 577-580.Ageev E.V., Latypov R.A. Fabrication and investigation of carbide billets from powders prepared by electroerosive dispersion of tungsten-containing wastes // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2014. Т. 55. No. 6. рр. 577-580.Latypov R.A., Ageev E.V., Altukhov A.Y., Ageeva E.V. 2018, “Manufacture of cobalt– chromium powders by the electric discharge dispersion of wastes and their investigation“,Latypov R.A., Ageev E.V., Altukhov A.Y., Ageeva E.V. Manufacture of cobalt–chromium powders by the electric discharge dispersion of wastes and their investigation // RussianRussian metallurgy (Metally). Т. 2018. No. 12. рр. 1177-1180.metallurgy (Metally). 2018. Т. 2018. No. 12. рр. 1177-1180.Ageev E.V., Latypov R.A. 2014, “Obtaining and research of hard alloy blanks from powders obtained by electroerosive dispersion of tungsten-containing waste“, Izvestiya vysshochnykh uchebnykh uchebnykh. Non-ferrous metallurgy. № 5. С. 50-53.Агеев Е.В., Латыпов Р.А. Получение и исследование заготовок твердого сплава из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием вольфрамсодержащих отходов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2014. № 5. С. 50-53.Ageev E.V., Ageeva E.V., Altukhov A.Yu. 2021, “Additive products from electroerosive cobaltchromium powder“, Metallurg. − №10. − С. 78-81.Аддитивные изделия из электроэрозионного кобальтохромового порошка / Е.В.Агеев, Е.В. Агеева, А.Ю. Алтухов // Металлург. 2021. − №10. − С. 78-81.Аддитивные изделия из электроэрозионного кобальтохромового порошка / Е.В.Агеев, Е.В. Агеева, А.Ю. Алтухов // Металлург. 2021. − №10. − С. 78-81.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.