Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-5980947810.12737/16068Машиностроение и машиноведениеMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМашиностроение и машиноведениеDischarge-pulse compression of composite materialsРазрядно-импульсное прессование композиционных материаловАгеев Станислав ОлеговичAgeev Stanislav Олеговичstageev@inbox.ruЛемешев Сергей ВладимировичLemeshev Sergey Владимировичlemeshev.serj@yandex.ruНескоромный Станислав ВалерьевичNeskoromnyy Stanislav Валерьевичnescoromniy@mail.ruСтрижаков Евгений ЛьвовичStrizhakov Evgeniy Львовичstrizhakov@inbox.ru24092015240920151547681https://zh-szf.ru/en/nauka/article/9478/view
Повышение ресурса работы режущей части металлообрабатывающего инструмента за счет нанесения твердосплавных покрытий из порошковых материалов является актуальной задачей. Основное внимание в статье уделено результатам разработок в области электроспекания порошковых материалов в сочетании с механическим давлением. Приведено описание следующих перспективных методов консолидации порошковых материалов: электроимпульсного прессования (ЭИП), электроразрядного спекания (ЭРС), электроимпульсного спекания (ЭИС). Проанализированы устройства динамического нагружения порошковой композиции: пневмопресс, магнитный молот. Предложена совмещенная схема реализации процесса импульсного прессования — спекания с индукционно-динамическим приводом, которая позволяет синхронизировать тепловое и механическое воздействие на порошковую композицию. Представлены зависимости параметров процесса от времени, причем длительность пропускания тока, осуществляющего термическое воздействие, не превышает 200 мкс. Описаны возможности импульсного процесса.
Increasing the operational life of the cutting end of the metalworking tool through face-hardening with powdered materials is an urgent task. The emphasis is on the research results in the field of electric sintering of powder materials in combination with mechanical pressure. The following perspective methods of the powder materials consolidation are described: electropulse compression (EPC), electro-discharge sintering (EDS), and electric pulse sintering (EPS). The devices for dynamic loading of the powder compositions – pneumatic press, magnetic hammer –are analyzed. A compatible scheme of the pulse compression process implementation – sintering with an inductive-dynamic drive which allows synchronizing the thermal and mechanical effects on the powder composition – is submitted. The process parameters dependencies on the time when the duration of the current passage making a thermal impact does not exceed 200 ms are presented. The possibilities of the pulse process are described.
Реализуемые в настоящее время методы консолидации порошковых материалов, использующие различные способы пропускания через порошок импульсов электрического тока в сочетании с механическим давлением, широко изучаются в научных центрах Российской Федерации, а также за рубежом [1, 2]. Наиболее интересные разработки импульсной консолидации порошковых материалов получены в лаборатории НИЯУ МИФИ [3].
Баранов, Ю. В. Физические основы электроимпульсной и электропластической обработок и новые материалы / Ю. В. Баранов [и др.]. - Москва : МГИУ, 2001. - 844 с.Baranov, Y.V., et al. Fizicheskie osnovy elektroimpul´snoy i elektroplasticheskoy obrabotok i novye materialy. [Physical fundamentals of electropulse and electroplastic treatment and new materials.] Moscow: MGIU, 2001, 844 p. (in Russian).Спекание металлических порошков серией сильноточных импульсов / Н. Н. Заводов [и др.]. - ТВТ, 1999. - Т. 37, вып. 1. - С. 135-141.Zavodov, N.N., et al. Spekanie metallicheskikh poroshkov seriey sil´notochnykh impul´sov. [Sintering of metal powders by a series of heavy current pulses.] High Temperature, 1999, vol. 37, iss. 1, pp. 135-141 (in Russian).Grigoriev, E. Electro discpaction of WC - Co composite material contain¬ing particles of diamond / E. Grigoriev, A. Rosliakov // Materials Science Forum. - 2007. - Vol. 534 - 536. P. 1181-1184.Grigoriev, E., Rosliakov, A. Electro discpaction of WC - Co composite material contain¬ing particles of diamond. Materials Science Forum, 2007, vol. 534 - 536, pp. 1181-1184.Миронов, В. А. Магнитно-импульсное прессование порошков / В. А. Миронов. - Рига : Знание, 1980. - 196 с.Mironov, V.A. Magnitno-impul´snoe pressovanie poroshkov. [Magnetic pulse pressing of powders.] Riga: Znanie, 1980, 196 p. (in Russian).Особенности воздействия электрического разряда в процессе консоли¬дации порошков / А. И. Райченко [и др.]. // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Техніка та електрофізика високих напруг. - Х.: НТУ «ХПІ», 2012. - № 52 (958). - С. 146-154.Raichenko, A.I., et al. Osobennosti vozdeystviya elektricheskogo razryada v protsesse konsoli¬datsii poroshkov. [Features of electric discharge effect in the process of consolidating powders.] Вісник НТУ “ХПІ”. Серія: Техніка та електрофізика високих напруг. Khar´kov: NTU “KhPІ”, 2012, no. 52 (958), pp. 146-154 (in Russian).Григорьев, Е. Г. Кинетика процессов уплотнения дисперсных материа¬лов при электроимпульсном воздействии / Е. Г. Григорьев. - Москва : Известия РАН. Серия физическая, 2008, Т. 72, № 9. - С. 1210-1212.Grigoryev, Е.G. Kinetika protsessov uplotneniya dispersnykh materia¬lov pri elektroimpul´snom vozdeystvii. [Kinetics of the Consolidation Processes in Dispersed Materials under Electric-Pulse Effect.] Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 2008, vol. 72, no. 9, pp. 1210-1212 (in Russian).Лемешев, С. В. Высоковольтное ударное электроимпульсное спекание / С. В. Лемешев [и др.]. - Ростов-на - Дону : Волновые, виброволновые техноло¬гии в машиностроении, металлообработке и других отраслях: сб. трудов межд. науч. симпозиума технологов - машиностроителей и ме¬хаников, 2014. - С. 130-136.Lemeshev, S.V., et al. Vysokovol´tnoe udarnoe elektroimpul´snoe spekanie. [High impact electropulse sintering.] Rostov-na-Donu: Volnovye, vibrovolnovye tekhnologii v mashinostroenii, metalloobrabotke i drugikh otraslyakh: sb. trudov mezhd. nauch. simpoziuma tekhnologov - mashinostroiteley i mekhanikov, 2014. [Rostov-on-Don: Wave, vibrowave technologies in mechanical engineering, metalworking, and other industries: Proc. Int. Sci. Symposium of engineers - mechanicians and mechanics, 2014.] pp. 130-136 (in Russian).Стрижаков, Е. Л. Импульсная консолидация порошков с индукционно-динамическим нагружением / Е. Л. Стрижаков [и др.]. - Николаев : Физика им¬пульсных разрядов в конденсированных средах: материалы XVI межд. науч. конф., 2013. - С. 152-155.Strizhakov, E.L., et al. Impul´snaya konsolidatsiya poroshkov s induktsionno-dinamicheskim nagruzheniem. [Pulse consolidation of powders with inductive-dynamic loading.] Nikolaev: Fizika impul´snykh razryadov v kondensirovannykh sredakh: materialy XVI mezhd. nauch. konf., 2013. [Nikolayev: Physics of pulsed discharges in condensed media: Proc. XVI Int. Sci.Conf., 2013.] pp. 152-155 (in Russian).Райченко, А. И. Основы процесса спекания порошков пропусканием электрического тока / А. И. Райченко. - Москва : Металлургия, 1987. - 129 с.Raichenko, A.I. Osnovy protsessa spekaniya poroshkov propuskaniem elektricheskogo toka. [Fundamentals of sintering powders by electric current transmission.] Moscow: Metallurgiya, 1987, 129 p. (in Russian).Устройство для электроимпульсного спекания: патент 96515 Рос. Фе¬дерация: В22F 3/087. - Е. Л. Стрижаков, С. В. Нескоромный, М. А. Рачков. - № 2013114033 / 02; заявл. 28.03.2013 ; опубл. 20.01.2014, Бюл. № 2. - 2 с.Strizhakov, E.L., Neskoromniy, S.V., Rachkov, M.A. Ustroystvo dlya elektroimpul´snogo spekaniya: patent 96515 Ros. Federatsiya: V22F 3/087. [A device for sintering electropulse.] Patent RF no. 96515, 2014 (in Russian).Белявин, К. Е. Получение пористых материалов из тугоплавких металлов методом электроимпульсного спекания / К. Е. Белявин, В. К. Шелег // Теория и практика машиностроения, 2004. - № 2. - С. 68-77.Belyavin, К.Е, Sheleg, V.K. Poluchenie poristykh materialov iz tugoplavkikh metallov metodom elektroimpul´snogo spekaniya. [Formation of porous materials from refractory metals by electroimpulse sintering.] Teoriya i praktika mashinostroeniya, 2004, no. 2, pp. 68-77 (in Russian).