Сучасна електрометалургія, 2022, №03



2022 №03 (04)

DOI of Article 10.37434/sem2022.03.05

2022 №03 (06)

---

Сучасна електрометалургія, 2022, #3, 29-37 pages

Вплив параметрів процесу плазмово-дугової сферодизації струмопровідного дроту із низьковуглецевої сталі на гранулометричний склад отриманих порошків

Д.В. Строгонов², В.М. Коржик¹, Цзянлун І¹, А.Ю. Тунік², О.М. Бурлаченко², А.О. Альошин¹

¹China-Ukraine Institute of Welding, Guangdong Academy of Sciences, Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced Welding Technology. 510650, Guangzhou, China. E-mail: patonjournal@gwi.gd.cn
²ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Реферат
Експериментально підтверджена можливість отримання сферичних порошків шляхом застосування технології плазмово-дугового розпилення струмопровідного дроту із низьковуглецевої сталі діаметром 1,6 мм. Встановлено, що при різних параметрах плазмово-дугового розпилення в загальному випадку основною фракцією порошку є фракція 25…250 мкм, яка складає 95 % від загального об’єму порошку, кількість частинок фракції < 25 та 250…315 мкм при оптимальних режимах розпилення знаходиться на досить низькому рівні і не перевищує 5 %. Вибрано режим плазмово-дугового розпилювання, який буде забезпечувати зміну гранулометричного складу у бік збільшення вмісту дрібних фракцій (< 80 мкм), на які є значний попит в області адитивних технологій 3D друку: струм — 280 А; швидкість подачі дроту — 12,0 м/хв; довжина дугового проміжку — 8 мм; витрата плазмоутворюючого газу — 50 л/хв; витрата супутнього газу — 60 м3/год; зазор між плазмоутворюючим та обтискаючим соплом — 1 мм; глибина занурення катоду — 1 мм. Досліджено форму та структуру розпилюваних частинок, більшість яких загалом має правильну сферичну форму, при цьому коефіцієнт сферичності залежить від параметрів процесу та при оптимальних режимах розпилення складає в середньому 0,7…0,9. В загальній масі отриманих сферичних порошків доля сателітів та поодиноких частинок неправильної форми складає біля 1…3 %. Бібліогр. 27, табл. 3, рис. 4.
Ключові слова:: струмопровідний дріт; плазмово-дугове розпилення; диспергування розплаву; сферодизація порошку; твердіння; сферичний порошок; параметри режиму; гранулометричний склад

Received 17.06.2022

Список літератури

1. Sun P., Fang Z., Zhang Y. et al. (2017) Review of the methods for the production of spherical Ti and Ti alloy powder. JOM, 69, 1853–1860. https://doi.org/10.1007/s11837-017-2513-5
2. Brika S., Letenneur M., Alex-Dion C., Brailovski V. (2020) Influence of particle morphology and size distribution on the powder flowability and laser bed fusion manufacturability of Ti–6Al–4V alloy. Additive Manufacturing, 31, 732–748. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.100929
3. Yim S., Bian H., Aoyagi K., Yamanaka K. (2021) Spreading behavior of Ti–48Al–2Cr–2Nb powders in powder bed fusion additive manufacturing process: Experimental and discrete element method study. Ibid., 73, 337–353. https://doi. org/10.1016/j.addma.2021.102489
4. Nie Y., Tang J., Teng J., Ye X. et al. (2020) Particle defects and related properties of metallic powders produced by plasma rotating electrode process (PREP). Advanced Powder Technology, 31, 2912–2920. https://doi.org/10.1016/j.apt.2020.05.018
5. Chen G., Zhao S., Tan P. et al. (2018) A comparative study of Ti–6Al–4V powders for additive manufacturing by gas atomization, plasma rotating electrode process and plasma atomization. Powder Technology, 333, 38–46. https://doi. org/10.1016/j.powtec.2018.04.013
6. Advanced plasma atomization (APA) process. https://www. advancedpowders.com/powders-every-technology
7. Advanced plasma atomization process. https://www.ge.com/ additive/plasma-atomization-technology
8. Entezarian M., Allaire F., Tsantrizos P. et al. (1996) Plasma atomization: A new process for the production of fine, spherical powders. JOM, 48, 53–55. https://doi.org/10.1007/ BF03222969
9. Петруничев В.А., Кудинов В.В., Кулагин И.Д. (1965) Получение сфероидизированного металлического порошка распылением проволоки. Известия АН СССР. Металлы, 2, 68–94.
10. Струков Н.Н., Шицын Ю.Д., Белинин Д.С. (2011) Регулирование размера частиц порошков при плазменном распылении пруткового материала. Вестник ПГТУ, 3, 117–121.
11. Bykovskiy O.G., Lapteva A.N., Mischenko S.P., Pasko N.N. (2015) Heat content and structure of particles in plasma spraying with a current-conducting wire. Welding Inter., 30(5), 383–388. https://doi.org/10.1080/09507116.2015.109 0168
12. Rusev G.M., Rusev A.G., Ovsyannikov V.V. et al. (2013) Effect of mode parameters of plasma spraying using current-carrying wire on fractional composition of sprayed particles. The Paton Welding J., 1, 44–46. https://doi.org/10.15407/ tpwj2013.01.02
13. Кудинов В.В. (1966) Нагрев токоведущей проволоки сжатой дугой. Сварочное производство, 4, 11–13.
14. Коржик В.М., Хаскін В.Ю., Харламов М.Ю. та ін. (2022) Вплив супутнього обтискаючого потоку повітря на структуру і властивості покриття при плазмово-дуговому напилюванні плавким струмопровідним дротом. Автоматичне зварювання, 2, 3–10.
15. Харламов М.Ю., Кривцун И.В., Коржик В.Н. и др. (2008) Влияние рода газа спутного потока на характеристики дуговой плазмы, создаваемой плазмотроном с проволокой-анодом. Там же, 6, 19–24.
16. Коржик В.Н., Короб М.Ф. (2012) Механизированная линия PLAZER 30PL-W для плазменно-дугового проволочного напыления покрытий на крупногабаритные детали типа «вал». Сварщик, 4, 13–15.
17. ISO 2591-1:1988: Test sieving — Pt 1: Methods using test sieves of woven wire cloth and perforated metal plate.
18. Быковский О.Г., Лаптева А.Н., Фоменко А.В. и др. (2014) Влияние вида материала и технологии распыления на строение плазменной струи и ее давления на подложку. Сварщик, 3, 39–41.
19. ISO 9276-6:2008: Representation of results of particle size analysis — Pt 6: Descriptive and quantitative representation of particle shape and morphology.
20. Сытников Н.Н. (1987) Влияние скорости подачи стальной проволоки на характер распыления металла плазменной струей. Автоматическая сварка, 8, 63–64.
21. Карп И.Н., Рудой А.В. (1991) Влияние скорости подачи стальной проволоки на диспергирование металла воздушной струей. Там же, 10, 36–38.
22. Кудинов В.В. (1966) Нагрев токоведущей проволоки сжатой дугой. Сварочное производство, 4, 11–13.
23. Бобров Г.В., Привезенцев В.И., Умнова Л.В. (1965) Образование частиц при плавлении проволоки в плазменном потоке. Порошковая металлургия, 1, 79–86.
24. Краснов А.Н. (1965) Плазменное распыление вольфрама. Там же, 3, 1–5.
25. Краснов А.Н. (1965) Плазменное распыление молибдена. Там же, 1, 1–5.
26. Gulyaev I.P., Gulyaev P.Yu., Korzhyk V.N. et al. (2015) Experimental investigation of process of plasma-arc wire spraying. The Paton Welding J., 3–4, 36–41. https://doi.org/10.15407/ tpwj2015.03.04
27. Петруничев В.А., Титков В.В. (1977) К механизму плазменного распыления проволоки. Физика и химия обработки материалов, 1, 14–16.

---

Реклама в цьому номері:

---