Исследование процесса прессования и спекания титанового электроэрозионного порошка, полученного электроэрозионным диспергированием сплава ОТ4

Цель. Исследование процесса прессования и спекания титанового электроэрозионного порошка, полученного электроэрозионным диспергированием сплава ОТ4.
Методы. При постановке экспериментов использовался один из самых широко применяемых в машиностроении титановых псевдо-α-сплавов марки ОТ4 в виде прутков. Сплав отличается термической стабильностью и подвергается полной и неполной термической обработке. Используется в промышленности для изготовления деталей, длительно работающих при температуре 350-400 °С. Электроэрозионное диспергирование отходов сплава ОТ4 осуществляли на экспериментальной запатентованной установке. Прессование электроэрозионного титанового порошка осуществлялось в пресс-форме, изготовленной из конструкционной стали 30. Процесс прессования электроэрозионного титанового порошка осуществлялся на гидравлическом напольном прессе марки «NORDBERG N3612». Спекание электроэрозионного титанового порошка осуществлялось в электрокамерной печи марки «ЭКПС-10».
Результаты. На основании проведенных исследований, направленных на исследование процесса прессования и спекания титанового электроэрозионного порошка, полученного электроэрозионным диспергированием сплава ОТ4, установлено следующее: при увеличении усилия прессования в 2 раза объем спрессованной заготовки уменьшается с 2,183 см3 до 2,148 см3, а плотность заготовки увеличивается с 4,58 г/см3 до 4, 64 г/см3; величина усадки спечённых образцов, изготовленных из электроэрозионного титанового порошка, зависит от приложенного давления при формовании. Так, при прессовании с усилием 2,5 т усадка составляет около 5 %, тогда как при увеличении давления до 5 т данный показатель уменьшается до 3 %.
Заключение. Полученные данные представляют практический интерес для последующих исследований, направленных на оптимизацию состава, структуры и эксплуатационных характеристик сплавов на основе электроэрозионных титановых порошков. Кроме того, результаты могут быть использованы при выборе рациональных параметров прессования и спекания в дальнейших экспериментальных работах.

1. Влияние электроимпульсного воздействия на дислокационную структуру титанового сплава ОТ4 / М. А. Покрасин, Н. А. Семашко, Р. Ф. Крупский, А. В. Купов // Металлы. 2004. № 6. С. 100-108. EDN HZGFOH.

2. Влияние плотности ионного тока на механические свойства и состав поверхностных слоев сплава ОТ4 / П. В. Быков, С. Г. Быстров, В. Я. Баянкин, С. Н. Коршунов // Деформация и разрушение материалов. 2005. № 11. С. 50-52. EDN KNXRER.

3. Гаврилюк В. С., Измаилова Г. М. Лазеpная сваpка титанового сплава ОТ4 // Технология металлов. 2005. № 1. С. 23-26. EDN KVFCOH.

4. Борирование титана ОТ4 из порошковых насыщающих сред / С. Г. Иванов, М. А. Гурьев, М. В. Логинова [и др.] // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2017. № 2. С. 59-65. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-2-59-65. EDN YNDATF.

5. Влияние отжига на механические свойства, микроструктуру и строение изломов титановых сплавов ВТ5-1 и ОТ4 / Б. А. Колачев, В. Н. Милютин, В. В. Пешков, О. Г. Кудашов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 1987. № 6. С. 85-90. EDN YKIKZA.

6. Влияние вакуумного отжига на топографию поверхностей разрушения и повторно-статическую выносливость сплава ОТ4 / А. Б. Булков, В. В. Пешков, А. Б. Коломенский [и др.] // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. Т. 15, № 6. С. 113-120. https://doi.org/10.25987/VSTU.2019.15.6.016. EDN FQLGKN.

7. Математическое моделирование процесса упрочняющей обработки титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 / А. В. Филонович, И. В. Ворначева, А. А. Чуйченко, Е. А. Болотников // Упрочняющие технологии и покрытия. 2021. Т. 17, № 10(202). С. 476-480. https://doi.org/ 10.36652/1813-1336-2021-17-10-476-480. EDN KNUDWX.

8. Морозов В. В., Гусев В. Г., Морозов А. В. Влияние режима лазерной обработки на упругость титанового сплава ОТ4 // Электрометаллургия. 2022. № 9. С. 2-8. https://doi.org/ 10.31044/1684-5781-2022-0-9-2-8. EDN TRRGSI.

9. Manufacture of Cobalt–Chromium Powders by the Electric Discharge Dispersion of Wastes and Their Investigation / R. A. Latypov, E. V. Ageev, A. Y. Altukhov, E. V. Ageeva // Russian Metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018, no. 12. P. 1177-1180. https://doi.org/10.1134/S0036029518120108. EDN MWHYYK.

10. Агеев Е. В., Новиков Е. П., Алтухов А. Ю. Технология переработки алюминиевых деталей автомобилей до микро и нанофракций // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2015. Т. 2, № 1(2). С. 328-332. https://doi.org/10.12737/14066. EDN UQGRVT.

11. Гареев И. С., Собко С. А., Писарев М. С. Технологические особенности энергосберегающей аргонодуговой сварки корпусных конструкций из титанового сплава ОТ4 // Сварочное производство. 2022. № 8. С. 39-46. EDN LEVKWO.

12. Измаилова Г. М., Джелялов С. И. Эффективность применения лазерной сварки при создании неразъемных соединений изделий из титанового сплава ОТ4 // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2019. № 2(64). С. 262-267. EDN FZAGMO.

13. Влияние отжига на механические свойства, микроструктуру и строение изломов титановых сплавов ВТ5-1 и ОТ4 / Б. А. Колачев, В. Н. Милютин, В. В. Пешков, О. Г. Кудашов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 1987. № 6. С. 85-90. EDN YKIKZA.

14. Гареев И. С., Собко С. А., Писарев М. С. Прогнозирование зоны разрушения сварного соединения пластин из титанового сплава ОТ4 // Сварочное производство. 2021. № 3. С. 37-42. https://doi.org/10.34641/SP.2021.1036.3.011. EDN KGTYNT.

15. Результаты рентгеновских исследований титанового порошка, полученного для аддитивных машин из металлоотходов сплава ОТ4 в спирте / Е. В. Агеев, Е. П. Новиков, В. О. Переверзев, А. Е. Агеева // Упрочняющие технологии и покрытия. 2024. Т. 20, № 8(236). С. 339-343. https://doi.org/10.36652/1813-1336-2024-20-8-339-343. EDN GXMSXZ.

16. Агеев Е. В., Агеева Е. В., Воробьев Е. А. Гранулометрический и фазовый составы порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов инструментальных материалов электроэрозионным диспергированием в керосине // Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. № 4(112). С. 11-14. EDN SAMGBH.

17. Определение основных закономерностей процесса получения порошков методом электроэрозионного диспергирования / Е. В. Агеев, Е. В. Агеева, А. С. Чернов [и др.] // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 1(46). С. 85-90. EDN PGMCAA.

18. Ageev E. V., Ageeva A. E. Phase Composition of Titanium Powders Obtained for Additive Machines by Electrodispersion of OT4 Alloy Waste in Alcohol // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2024. Vol. 53, no. 4. P. 379-385. https://doi.org/10.1134/S1052618824700213. EDN NQWOWQ.

19. Агеев Е. В., Агеева А. Е. Рентгеновские исследования фазового и элементного составов порошка сферической формы, полученного из отходов сплава ОТ4 электродиспергированием в воде // Деформация и разрушение материалов. 2025. № 2. С. 23-25. https://doi.org/10.31044/1814-4632-2025-2-23-25. EDN JZMHBB.

20. Агеев Е. В., Агеева А. Е. Размерные характеристики титановых порошков, полученных для аддитивных машин электродиспергированием отходов сплава ОТ4 в спирте // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2024. № 1. С. 20-25. https://doi.org/10.52261/02346206_2024_1_20. EDN DDZOTL.