Одним из основных требований к порошкам для аддитивных 3d-технологий является сферическая форма частиц. Такие частицы наиболее компактно укладываются в определенный объем и обеспечивают «текучесть» порошковой композиции в системах подачи материала с минимальным сопротивлением. Кроме того, порошок должен содержать минимальное количество растворенного газа. Микроструктура порошка должна быть однородной и мелкодисперсной (с равномерным распределением фазовых составляющих). Исходя из особенностей методов получения сферических порошков с целью получения сферических гранул регламентированной зернистости предлагается технология электроэрозионного диспергиро-вания (ЭЭД), отличающаяся относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса. Главным преимуществом предложенной технологии является применение в качестве исходных материалов отходов, которое значительно дешевле чистых компонентов, используемых в традиционных технологиях. Кроме того, данная технология позволяет варьировать гранулометри-ческим составом полу-чаемого порошка за счет изменения электрических параметров. Целью настоящей работы являлось исследование пористости спеченных образцов из кобальто-хромовых порошков, полученных для аддитивных технологий электроэрозионным диспергированием. Для выполнения намеченных исследований выбраны отходы кобальтохромового сплава марки КХМС «ЦЕЛЛИТ». В качестве рабочей жидкости использовали воду дистиллированную и спирт изобутиловый. Для получения кобальтохромовых порошков использовали установку для электроэрозионного диспергирования токопроводящих материалов. Консолидация порошков проведена методом искрового плазменного спекания с использованием системы искрового плазменного спекания SPS 25-10 (Thermal Technology, США). Исходный материал размещали в матрице из графита, помещаемой под пресс в вакуумной камере. Электроды, интегрированные в механическую часть пресса, подводят электрический ток к матрице и создают искровые разряды между спекаемыми частицами материала, обеспечивая интенсивное взаимо-действие. Пористость определяли с помощью оптического инвертированного микроскопа Olympus GX51 с програм-мным обеспечением для количественного анализа изображения. Подготовленные образцы не имели следов шлифования, полирования или выкрашивания структурных составляющих. Шлиф изготовляли по поперечному сечению (излому) целого изделия. По результатам проведенных исследований, направленных на исследование пористости спеченных образцов из кобальтохромовых порошков, полученных для аддитивных технологий электроэрозионным диспергированием в изобутиловом спирте, установлено, что пористость составляет от 3,19 до 6,15%.
One of the main requirements for powders for additive 3D technologies is the spherical shape of particles. Such particles are most densely fit into a certain space and provide the ‘fluidity’ of powder compositions in the systems of material supply with minimal resistance. In addition, the powder should contain a minimum amount of dissolved gas. The microstructure of the powder should be homogeneous and finely dispersed (with a uniform distribution of phase constituents). Based on the peculiarities of the methods of producing spherical powders in order to obtain spherical granules of regulated granularity, the electroerosion dispersion (EED) technology, which is characterized by relatively low energy costs and environmentally sound process, is proposed. The main advantage of the proposed technology is the use of waste materials as raw stuff which are much cheaper than the pure constituents used in traditional technology. In addition, this technology allows varying the granulometric composition of the resulting powder by changing electrical parameters. The objective of this work is to study the porosity of sintered samples of cobalt-chromium powders obtained for additive technologies by means of electroerosion dispersion. To implement the proposed research, wastes of the cobalt-chromium alloy of KHMS "CELLIT" grade were chosen. Distilled water and isobutyl alcohol were used as the working fluid. Electrical discharge machine to disperse conductive materials was used to produce cobalt-chromium powders. The powders are consolidated by the method of spark plasma sintering using the spark plasma sintering system SPS 25-10 (Thermal Technology, USA). The initial material was put in a graphite matrix placed under a press in a vacuum chamber. Electrodes integrated into the mechanical part of the press feed electric current to the matrix and create spark discharges between the sintered particles of the material, providing intensive interaction. The porosity was determined using Olympus GX51 optical inverted microscope with a software for quantitative image analysis. Prepared samples had no traces of structural components grinding, polishing or dying. The microsection metalographic specimen was made by the cross section (fracture) of the whole product. Based on the results of the conducted experiment aimed at studying the porosity of sintered samples from cobalt-chromium powders obtained for additive technologies by electroerosion dispersion in isobutyl alcohol, it was found that the porosity ranges from 3.19 to 6.15 %.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.