Математическая оптимизация среднего размера частиц порошков, полученных электроэрозионным диспергированием жаропрочного никелевого сплава ЖС6У

В настоящее время одна из основных проблем использования жаропрочного никелевого сплаваЖС6У связана с наличием в его составе дорогостоящих компонентов, таких как Ni, Ti, Mo, Со и др. и необходимостью его повторного использования путем измельчения. Одним из эффективных, но недостаточно изученных металлургических способов измельчения металлоотходов является электродиспергирование. К настоящему времени в современной
научно-технической литературе отсутствуют полноценные сведения о составе, структуре и свойствах частиц сплава ЖС6У, полученных в условиях электроэрозионной металлургии.
Для прогнозирования высоких физико-механических свойств изделий из полученной шихты требовалось провести оптимизацию режимов электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У методом планирования эксперимента. Для шихты со сферической формой частиц одним из основных технологических параметров является оптимальный гранулометрический состав, поэтому оптимизацию процесса получения шихты из отходов
сплава ЖС6У проводили по среднему размеру частиц. Электроэрозионное диспергирование отходов сплава ЖС6У осуществляли на экспериментальной установке (Патент РФ
№ 2449859). В результате воздействия кратковременных электрических разрядов образовывались частицы различного размера. Оптимизация процесса электродиспергирования
частиц, полученных ЭЭД отходов сплава ЖС6У, проводилась опытным определением сочетания уровней факторов, при котором достигалось необходимое значение среднего диаметра частиц электроэрозионной шихты. Для этого использовали метод крутого восхождения Бокса и Уилсона. Оптимизация процесса электродиспергирования отходов сплава ЖС6У в дистиллированной воде и осветительном керосине осуществлялась с учетом таких факторов, как напряжение на электродах, емкость разрядных конденсаторов и частота следования импульсов.
Согласно проведенной серии опытов определены предельные значения параметра оптимизации по среднему размеру электроэрозионных частиц, которые составили: для дистил-
лированной воды – 50,4 мкм при ёмкости разрядных конденсаторов 65,5 мкФ, напряжении на электродах 200 В, частоте следования импульсов 200 Гц; для осветительного керосина
– 58,4 мкм при ёмкости разрядных конденсаторов 65,5 мкФ, напряжении на электродах 200 В, частоте следования импульсов 200 Гц.
Проведение намеченных мероприятий позволит решить проблему переработки отходов жаропрочного никелевого сплава и повторное их использование при изготовлении ответственных деталей машиностроения.

1. Новикова О. В., Кочетков В. А., Виноградов А. И., Жуков А. А., Тихонов А. А., Мари-

2. нин С. Ф. Применение газоизостатического прессования для повышения эксплуатационной

3. надежности лопаток турбины из жаропрочного сплава типа ЖС6У // Заготовительные

4. производства в машиностроении. 2007. № 8. С. 54-56.

5. Курихина Т. В. Кинетика образования интерметаллида на основе Ni3Al в жаропрочном

6. никелевом сплаве ЖС6У // Технология машиностроения. 2017. № 1. С. 5-8.

7. Добрынин Д. А., Алексеева М. С., Афанасьев-Ходыкин А. Н. Ремонт деталей горячего

8. тракта газотурбинного двигателя из жаропрочного никелевого сплава марки ЖС6У //

9. Труды ВИАМ. 2021. № 5 (99). С. 3-13.

10. Михайленко С. В., Настольная В. В., Бородихин А. С., Голубь Р. С. Исследование произ-

11. водительности обработки жаропрочной стали ЖС6У керамическими пластинами // Ак-

12. туальные научные исследования в современном мире. 2020. № 12-1 (68). С. 128-131.

13. Быков Ю. Г., Логунов А. В., Разумовский И. М., Фролов В. С. Изменение плотности сплава

14. ЖС6У в процессе эксплуатации // Металловедение и термическая обработка металлов.

15. № 7 (625). С. 29-32.

16. Оспенникова О. Г., Орлов М. Р. Повышение свойств жаропрочного сплава ЖС6У-ВИ

17. путем горячего изостатического прессования и последующей термической обработки //

18. Материаловедение. 2007. № 9. С. 32-37.

19. Ерёмин Е. Н., Филиппов Ю. О., Давлеткильдеев Н. А., Миннеханов Г. Н. Исследование

20. структуры сплаваЖС6У методом атомно-силовой микроскопии // Омский научный вест-

21. ник. 2011. № 1 (97). С. 24-29.

22. Ерёмин Е. Н., Филиппов Ю. О., Маталасова А. Е. Исследование карбидных фаз в сплаве

23. ЖС6У // Омский научный вестник. 2014. № 3 (133). С. 59-63.

24. Ерёмин Е. Н., Филиппов Ю. О., Миннеханов Г. Н., Лопаев Б. Е. Исследование фазовых

25. превращений в сплаве ЖС6У методами термического анализа // Омский научный вест-

26. ник. 2013. № 1 (117). С. 63-68.

27. Равилов Р. Г., Петрова М. А., Древняк В. В., Саадатибаи М. Методика оценки долго-

28. вечности покрытия на лопатках турбины из сплавов ЖС6У И ЖС26ВСНК // Научный

29. вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации.

30. № 222 (12). С. 201-206.

31. Ageeva E. V., Khor’yakova N. M., Ageev E. V. Morphology of copper powder produced by

32. electrospark dispersion from waste // Russian Engineering Research. 2014. Vol. 34 (11). P.

33. -696.

34. Ageeva E. V., Khor’yakova N. M., Ageev E. V. Morphology and composition of copper

35. electrospark powder suitable for sintering // Russian Engineering Research. 2015. Vol. 35 (1).

36. P. 33-35.

37. Ageeva E. V., Ageev E. V., Latypov R. A., Ageeva E. V. Investigation into the properties of

38. electroerosive powders and hard alloy fabricated from them by isostatic pressing and sintering

39. // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2015. Vol. 56 (1). P. 52-62.

40. Ageeva E. V., Ageev E. V., Karpenko V. Y. Nanopowder produced from high-speed steel waste

41. by electrospark dispersion in water // Russian Engineering Research. 2015. Vol. 35 (3). P.

42. -190.

43. Latypov R. A., Ageeva E. V., Kruglyakov O. V., Latypova G. R. Electroerosion micro- and

44. nanopowders for the production of hard alloys // Russian Metallurgy (Metally). 2016. Vol. 2016

45. (6). P. 547-549.

46. Latypov R. A., Ageev E. V., Latypova G. R., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Elemental

47. Composition of the Powder Particles Produced by Electric Discharge Dispersion of the Wastes

48. of a VK8 Hard Alloy // Russian Metallurgy (Metally). 2017. Vol. 2017 (12). P. 1083-1085.

49. Latypov R. A., Ageev E. V., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Manufacture of Cobalt–Chromium

50. Powders by the Electric Discharge Dispersion of Wastes and Their Investigation // Russian

51. Metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018 (12). P. 1177-1180.

52. Latypov R. A., Ageev E. V., Altukhov A. Y., Ageeva E. V. Effect of Temperature on the

53. Porosity of the Additive Products Made of the Dispersed Wastes of Cobalt–Chromium Alloys

54. // Russian Metallurgy (Metally). 2019. Vol. 2019 (12). P. 1300-1303.

55. Ageev E. V., Altukhov A. Yu., Ageeva E. V., Pykhtin A. I. Structure and mechanical

56. properties of powders obtained by electrodisperging cobalt-chromium alloy // Journal of

57. Applied Engineering Science. 2021. Vol. 19 (1). P. 230–236.

58. Ageeva E. V., Ageev E. V., Latypov R. A. Properties of the VNZH Pseudoalloy Sintered from

59. Spark Erosion Powders Fabricated in Distilled Water // Russian Metallurgy (Metally). 2021.

60. Vol. 6. P. 119–123.

61. Ageeva E. V., Ageev E. V., Kuzovleva O. V., Gvozdev A. E. Mathematical optimization of the

62. process of electrodispergation of the waste of the alloy of the residence permit // Chebyshevskii

63. Sbornik. 2021. Vol. 22 (2). P. 389-401.

64. Ageeva E. V., Ageev E. V., Kuzovleva O. V., Gvozdev A. E. Development of scientific and

65. technological foundations for a new environmentally friendly and waste-free process for grinding

66. conductive waste into micro- and nanofractions powders // Chebyshevskii Sbornik. 2021. Vol.

67. (4). P. 314-326.

68. Ageev E. V., Ageeva E. V., Khoryakova N. M. X-Ray methods for studying the surface of powder

69. obtained by electroerosion dispersion of the waste of W–Ni–Fe 95 pseudoalloy in kerosene //

70. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2021. Vol. 15.

71. No. 4. P. 723–727.

72. Ageev E. V., Ageeva E. V. Wear Resistance of Hardened Components Produced from

73. Electrospark Cobalt–Chromium Powder by Additive Manufacturing // Russian Engineering

74. Research. 2021. Vol. 41. No. 8. P. 731–733.