CC BY
22
УДК 621
Д-р техн. наук З. А. Дуряпна1, канд. техн. наук А. М. Тростянчин1,
I. А. Лемша1, О. А. Джуган2
1Нац1ональний ун1верситет «Льв1вська пол1техн1ка», м. Льв1в 2Запор1зький нац1ональний техн1чний ушверситет, м. Запор1жжя
ГРАНУЛОМЕТРИЧН1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОШКУ ТИТАНОВОГО СПЛАВУ ВТ6, ОТРИМАНОГО МЕТОДОМ В1ДЦЕНТРОВОГО ПЛАЗМОВОГО РОЗПИЛЕННЯ ЕЛЕКТРОДУ
Методами гранулометричного анализу проведено дослгдження порошку сплаву ВТ6, отриманого методом вгдцентрового плазмового розпилення. Показано, що частинки порошку тсля просгювання характеризуються незначнимрозкидом зарозмграми в границях фракцП. Встановлено, що стутнь неоднор1дност1 в дослгджуваних фракц1ях не перевищуе 15 %.
Ключовi слова: титан, сплав, порошок, форма, сфера, розм1р, фракц1я.
Вступ
Необхвдтстъ економи матер1алъних ресурав та зни-ження соб1вартосп продукцп вимагае ввд тдприемств-виробниив та переробниив титану та сплав1в на його основу вдосконалення юнуючих технологш формоут-ворення вироб1в та впровадження нових високоефек-тивних ршень.
Останшм часом у таких високотехнолопчних галу-зях, як ав1а- та аерокосм1чна промислов1стъ, спостерь гаетъся значна штенсиф1кащя дослвдженъ з розроблен-ня нових технолопчних тдход1в отримання дороговар-т1сних деталей з використанням адитивних технологш (технологий 3Б друку). Такий шдхвд грунту етъся на по-шаровому формуванш об'екпв, при цъому на почат-ковому еташ кожен новий шар майбутнъо! детал являе собою порошкову фракцш, що складаетъся з однако-вих або р1зних за формою частинок металевого мате-р1алу. Вважаетъся, що оптималъними за формою час-тинками е сферо!ди приблизно однакового розм1ру [1]. Разом з тим, на цей час отримання порошив з1 сферич-ною формою частинок утруднене [2]. Саме тому вкрай важливим е оптишзащя параметр1в технолопчного про-цесу з метою усунення дефекпв 1з поверхш, а також досягнення максималъно можливого ступеню одно-рщносп сферичних частинок порошку.
У цш робот1 дослщжено гранулометричш характеристики сферичного порошку сплаву ВТ6, отримано-го за допомогою методу плазмового розпилення елек-троду [3]. Оптимальне поеднання таких властивостей як висока мщшсть, мала густина та хороша корозшна стшисть, робить щ порошки одними з найбшъш перс-пективних та дослщжуваних матер1ал1в для адитивних технологш.
Методика дослiджень
Попереднiй розподш порошку за фракцiями вико-нувався за допомогою ситового методу зпдно з ГОСТ Р 51568-99 [4].
Металографiчнi дослiдження морфологи порошку виконувалися з використанням сканувального елект-ронного мжроскопа EVO 40XVP. Пробу для випробу-вань ретельно перемiшували на сит, розсипали сму-гою певно! довжини i роздiляли на 7-8 приблизно рiвних частин. Парнi частини вщкидали, а непарнi змiшували i повторно скорочували подiбним чином. Далi пробу порошку наносили на електропровщну клейку стрiчку. Дослвдження проводилися за збшьшення 50 та 100 разiв.
Гранулометричний аналiз виконували за допомогою спецiалiзованого матерiалознавчого комплексу аналь зу зображень ImageJ [5].
Ступ1нь неоднорвдносп (полiдисперснiсть) порошку, що залежить ввд двох параметрiв: середнього розмь ру домiнуючих частинок у певнш фракцп та стандартного вщхилення розмiру частинок порошку вiд !х середнього розмiру [6], визначалася методом побудови криво! Гауса на основi пстограми розподiлу частинок у певнш фракци [7].
Результата дослщжень
Згiдно з результатами металографiчного аналiзу порошок сплаву ВТ6 пiсля вщцентрового плазмового розпилення характеризуеться бездефектною глобуляр-ною будовою (рис. 1а, в).
Дослвдження проводилися для титанових порошив фракцш 250 та 160 мкм, отриманих у результат просш-вання ситовим методом, як1 характеризуються незначним розкидом частинок за розмiрами (рис. 16, г, 2).
«ТИТАН-2016: ВИРОБНИЦТВО ТА ВИКОРИСТАННЯ В АВ1АБУДУВАНН1»
Рис. 1. Морфологiя порошку сплаву ВТ6 шсля сферощизаци методом вщцентрового плазмового розпилення (а, в); трансформоване зображення частинок у програм1 ImageJ (б, г). Фракци: а, б - 250 мкм; в, г - 160 мкм
б
Рис. 2. Крива Гауса побудована на основ1 пстограми розподшу частинок порошку сплаву ВТ 6 шсля сферощизаци методом вщцентрового плазмового розпилення. Фракци: а - 250 мкм; б - 160 мкм
Зпдно з пстограмою розподшу частинок порошку сплаву ВТ 6, встановлено, що у фракци 250 мкм домшу-ючими е частинки 1з середшм д1аметром 220-230 мкм, а у фракци 160 мкм середнш д1аметр домшуючих частинок становить 100-110 мкм (рис. 2).
Висновки
За результатами гранулометричного анаизу порошку сплаву ВТ 6, що отриманий методом вщцентрового плазмового розпилення, виявлено незначний розкид частинок за розм1рами шсля просшвання ситовим методом у межах одше'1 фракци. Однак необхщно врахува-ти, що зпдно з пстограмою розпод1лу частинок порошку сплаву ВТ 6 в1дхилення по вщношенню до середньо-го розм1ру домшуючих частинок в дослщжуваних фракщях е р1вном1рним та поступовим.
Встановлено, що стутнь неоднорщност1 в дослщ-жуваних фракщях не перевищуе 15 %.
Список литературы
1. Gibson I. Additive Manufacturing Technologies / Gibson I., Rosen D., Stucker B. -2nd ed. p/cm. ISBN 978-1-49392112-6. - Georgia Institute of Technology, 2015. - 498 р.
2. Зленко М. А. Аддитивные технологии в машиностроении / Зленко М. А., Попович А. А., Мутылина И. Н. -Санкт-Петербург : Издательство политехнического уни -верситета, 2013. - 221 с.
3. Donachie M. Super alloys: a technical guide / M. Donachie, Jr., S. Donachie. - 2nd ed. p/cm. ISBN 0-87170-749-7. ASM International. 2002.
4. ГОСТ Р 51568-99 (ИСО 3310-1-90). Сита лабораторные. Технические требования и методы испытаний. Часть 1. Сита лабораторные из металлической проволочной сетки. - М. : Изд-во стандартов, 1999. - 7 с.
ISSN 1607-6885 Hoei Mamepianu i технологи в металурги та машинобудувант №2, 2016
27
а
5. Конюхов А. Л. Руководство к использованию программного комплекса ImageJ для обработки изображений : учебное методическое пособие / Конюхов А. Л. - Томск : кафедра ТУ, ТУСУР, 2012. - 105 с.
6. Walpole Roland E. Probability and Statistics for Engineers and Scientists / Walpole Roland E., Myers Raymond H. -
3-th. edition, Macmillan Publishing Company. - New York, 1985. - 639 p. - ISBN 0-02-424170-9. 7. http://www.originlab.com/doc/User-Guide (дата звернен-ня 02. 01.16).
Одержано 16.12.2016
Дурягина З.А., Тростянчин А.Н., Лемишка И.А., Джуган А.А. Гранулометрические характеристики порошка титанового сплава ВТ6, полученного методом центробежного плазменного распыления электрода
Методами гранулометрического анализа проведено исследование порошка сплава ВТ6, полученного методом центробежной плазменной распыленности. Показано, что частицы порошка после просеивания характеризуются незначительным разбросом по размерам в пределах фракции. Установлено, что степень неоднородности в исследуемых фракциях не превышает 15 %.
Ключевые слова: титан, сплав, порошок, форма, сфера, размер, фракция.
Duriagina Z., Trostianchin A., Lemishka I., D/hugan A. Granulometric characteristics of VT6 titanium alloy powder obtained by plasma rotation electrode process
Studies of VT6 alloy powder, obtained by centrifugal plasma spraying, by the methods ofparticle size analysis are presented. It is shown that the particle powder after sifting is characterized with slight scatter in size within a fraction. It is found that the degree of heterogeneity of the fractions in the test samples does not exceed 15 %.
Key words: titanium, alloys, powder, shape, sphere, size, fraction.
