Дальневосточный государственный университет путей сообщения, Хабаровск, Россия

Кузьмичев Е. Н., доцент кафедры техносферной безопасности, канд. техн. наук, эл. адрес: accord@festu.khv.ru
Дроздов Е. Н., доцент кафедры транспорта железных дорог, канд. техн. наук, эл. адрес: vag5@festu.khv.ru
Никитин Д. Н., доцент кафедры транспорта железных дорог, канд. техн. наук, эл. адрес: vag5@festu.khv.ru

Тихоокеанский государственный университет, Хабаровск, Россия

Ри Э. Х., директор высшей школы промышленной инженерии Политехнического института, докт. техн. наук, эл. адрес: erikri999@mail.ru

Разработана технология получения мелкодисперсного порошка карбида вольфрама, основанная на плазмометаллургическом синтезе тугоплавких вольфрамсодержащих минеральных концентратов без их комплексной переработки с одновременной сфероидизацией получаемых порошков в плазменной среде. Этот технологический процесс позволяет производить порошки жаропрочных сплавов с высокой сферичностью, необходимым фракционным составом, равномерным распределением химических элементов и мелкодисперсными фазами. В результате плазмометаллургического синтеза вольфрамсодержащих концентратов получен тугоплавкий сплав WCxWy, содержащий карбиды вольфрама (WC – W6C) и чистый металлический вольфрам (W). Микротвердость HV связующей фазы достигает 10–14 ГПа, а карбидной – 18–20 ГПа. Размер частиц порошка, имеющих сферическую форму, составляет 20–40 мкм. Плазмометаллургический синтез с управляемым магнитным полем позволяет получать кристаллы карбида WC и сложных сплавов WC_xW_y сферической формы с плотностью 14,7–15,6 г/см³, твердостью 90–92 HRC, пористостью менее 0,1 %, что позволит обеспечить высокое качество изделий, формируемых методами аддитивных технологий. Особенностью предлагаемого процесса плазмометаллургического синтеза является то, что процесс восстановления, синтеза и сфероидизации тугоплавких соединений происходит за один технологический прием, результатом которого является получение тугоплавких соединений карбидов вольфрама сферической формы мелкодисперсных размеров. Полученный в результате плазмометаллургического синтеза сплав может быть использован для аддитивных технологий SLM-печати путем прямого лазерного спекания.

1. Gibson I., Rosen D., Struker B., Khorasani A. Additive manufacturing technologies. – New York : Springer, 2021. – 675 p.
2. Ford S., Despeisse M. Additive manufacturing and sustainability: an exploratory study of the advantages and challenges // Journal of Cleaner Production. 2016. Vol. 137. P. 1573–1587.
3. Cunningham V., Schrader Ch. A., Young J. T. Navy additive of manufacturing: adding parts, subtracting steps: MBA professional report. – Monterey, 2015. – 79 p.
4. Полях О. А., Руднева В. В. Плазмометаллургическое производство карбида кремния для композиционного никелирования и хромирования : монография. – М. : Флинта : Наука, 2006. – 187 с.
5. Рудской А. И., Попович А. А. Новые материалы и аддитивные технологии. Опыт СПбПУ Петра Великого // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка : материалы 14-й Международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию порошковой металлургии Беларуси. – Минск, 2020. С. 65–75.
6. Рудской А. И., Ильющенко А. Ф., Витязь П. А., Каледина Д. Е. Аддитивные технологии. Материалы и технологические процессы : монография. – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2021. – 516 с.
7. Erasteel. Metal powders for additive manufacturing. – URL: http://www/erasteel.com (дата обращения: 25.08.2024).
8. Илющенко А. Ф. Аддитивные технологии и порошковая металлургия : монография. – Минск : Медисонт, 2019. – 257 с.
9. Yadroitsev I., Thivillon L., Bertrand Ph., Smurov I. Strategy of manufacturing components with designed internal structure by selective laser melting of metallic powder // Applied Surface Science. 2007. Vol. 254, Iss. 4. P. 980–983.
10. Низовцев В. Е., Климов Д. А., Ступеньков М. И., Бредихина Е. Н., Бортников А. Д. Перспективы применения аддитивных технологий изготовления деталей из и узлов из керамических композиционных материалов // Аддитивные технологии: настоящее и будущее: материалы IV Международной конференции. – М. : ВИАМ, 2018. С. 333–340.
11. Евгенов А. Г., Неруш С. В., Василенко С. А. Получение и опробование мелкодисперсного металлического порошка высокохромистого сплава на никелевой основе применительно к лазерной LMD-наплавке // Труды ВИАМ. 2014. № 5. С. 10–14.
12. Шишковский И. В. Основы аддитивных технологий высокого разрешения. – СПб. : Питер, 2016. – 400 с.
13. Новости ВИАМ. – URL: http://viam.ru (дата обращения: 25.08.2024).
14. Lu B., Cui X., Feng X., Dong M. et al. Direct rapid prototyping of shape memory alloy with linear superelasticity via plasma arc disposition // Vacuum. 2018. Vol. 157. P. 65–68.
15. Батиенков Р. В., Бурковская Н. П., Большакова А. Н., Худнев А. А. Высокотемпературные композиционные материалы с металлической матрицей (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. № 6–7. C. 45–61. DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-67-45-61
16. Бойко В. Ф. Теоретические основы ресурсосбережения и экологизации при освоении россыпных и рудных месторождений. – Владивосток : Дальнаука, 2003. – 156 с.
17. Kuz’michev E. N., Nikolenko S. V., Balakhonov D. I. Preparation of tungsten carbide from scheelite concentrate using concentrated energy fluxes // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2018. Vol. 52. Р. 619–623.

18. Kuzmichev E. N., Nikolenko S. V., Chigrin P. G. Preparation of tungsten based metal-ceramic alloys by the plasma chemical synthesis from the mineral concentrate mined in the far eastern region // Materials Science Forum. 2020. Vol. 992. P. 809–813. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.992.809