Микроскопия электроэрозионных порошков, полученных из свинцово-сурьмянистой пластины сплава ССу3 в дистиллированной воде

Язык труда и переводы:
УДК:
669
Дата публикации:
16 мая 2022, 21:00
Категория:
Материаловедение и новые материалы в машиностроении
Авторы
Королев Михаил Сергеевич
Юго-Западный государственный университет
Агеева Екатерина Владимировна
Юго-Западный государственный университет
Аннотация:
Представлены результаты исследования проведенной микроскопии порошков, полученных из свинцово-сурьмянистой пластины сплава ССу3 методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде. Сделан вывод, что несмотря на то, что электроэрозионный способ получения шихты в виде порошка подразумевает преобладание шихты правильной сферической, эллипсоидной или округлой формы, в данном исследовании для свинцово-сурьмянистого сплава характерно преобладание частиц пластинчатой и чешуйчатой формы.
Ключевые слова:
свинцово-сурьмянистый сплав, ССу3, электроэрозионное диспергирование, рабочая среда, вода дистиллированная, шихта, порошок, микроскопия
Основной текст труда

Свинцово-сурьмянистые сплавы обладают рядом особенностей, благодаря которым их применяют в аккумуляторной промышленности. В наши дни особенно актуальной проблемой для использования этих сплавов в РФ является нахождение способа снижение стоимости производства изделий из данных сплавов, а также поиск экологически чистого способа утилизации и переработки таких сплавов. На сегодняшний день сформировалась проблема получения первичного сырья, так как после развала СССР крупнейшие заводы по переплавке свинца остались в Казахстане и на Украине [1–4]. Отечественные потребители свинца — заводы аккумуляторной, кабельной, химической промышленности, испытывают дефицит свинца, особенно рафинированного и его сплавов, оцениваемый теми же 50–60 тыс. тонн. Сырьевая проблема уже привела к резко возросшему импорту свинцовых аккумуляторных батарей, это привело к превалированию рециклинга свинцовых сплавов, переработке имеющегося материла для повторного использования. Одним из методов решения данной проблемы может быть измельчение пластин кислотных аккумуляторов и повторное использование их после спекания или сплавления [5, 6]. Применяемые в наше время промышленные технологии измельчения отходов изделий из свинцово-сурьмянистого сплава ССу3 обладают такими особенностями, как высокие затраты электроэнергии и что самое важное экологически загрязняют почву и воздух. Одним из перспективных и промышленно неприменяемых способов измельчения любого электропроводного материала является электроэрозионный способ [7–11].

Для разработки технологий повторного использования электроэрозионных порошков, полученных из сплава ССу3, и оценки эффективности их использования требуется проведение комплексных теоретических и экспериментальных исследований

Целью работы являлось проведение микроскопии электроэрозионных порошков, полученных из измельченной пластины кислотного аккумулятора свинцово-сурьмянистого сплава ССу3.

Порошки получали на установке электроэрозионного диспергирования, защищенной Патентом РФ № 2449859, при следующих рабочих параметрах установки, указанных в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики процесса ЭЭД Свинцово-сурьмянистого сплава ССу3

 

№ опыта

Основные характеристики процесса ЭЭД

U, В

С, мкФ

ν, Гц

Затраты электроэнергии, кВт∙ч

1

100

25,5

25

0,65

 

Методом растровой электронной микроскопии было проведено исследования морфологии диспергированных электроэрозией частиц сплава ССу3 в воде дистиллированной. Результаты исследования приведены на рисунке 1.

 

Анализ полученного изображения производим в соответствии с ГОСТ 25849–83 «Порошки металлические. Метод определения формы частиц» [12, 13].

На рисунке 2 изображены типовые формы частиц, которые при соотношении их с микроскопическим изображением порошка, помогают определить какая форма частиц преобладает в полученной шихте

Проведенное исследование создает представление о форме частиц шихты, полученной методом электроэрозионного диспергирования пластины свинцово-сурьмянистого сплава ССу3. Из анализа микроструктуры видно, что порошок, полученный методом ЭЭД свинцово-сурьмянистого сплава, состоит из частиц правильной сферической (рис.1 — 1), округлой (рис.1 — 2), пластинчатой (рис.1 — 3) и чешуйчатой (рис.1 — 4) формы. Очевидно, частицы пластинчатой и чешуйчатой формы преобладают в составе шихты, они меньше по размерам и их количественно больше.

 

Грант
Исследование выполнено за счет гранта Президента Российской Федерации (НШ-596.2022.4)
Литература
  1. Агеев Е.В., Семенихин Б.А., Латыпов Р.А. Метод получения наноструктурных порошков на основе системы WC-Cо и устройство для его осуществления. Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2010, № 5 (283), с. 39–42.
  2. Агеев Е.В., Латыпова Г.Р., Давыдов А.А., Агеева Е.В. Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков. Известия Юго-Западного государственного университета, 2012, № 5–2 (44), с. 099–102
  3. Агеева Е.В., Агеев Е.В., Латыпов Р.А. Твердосплавные электроэрозионные порошки: получение, характеристики и применение. Курск, 2014, 282 с.
  4. Латыпов Р.А., Агеева Е.В., Агеев Е.В. Исследование свойств электроэрозионных порошков и твердого сплава, полученного из них изостатическим прессованием и спеканием. Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия, 2014, № 6, с. 51–55.
  5. Агеев Е.В., Латыпова Г.Р., Давыдов А.А., Агеева Е.В. Оценка эффективности применения твердосплавных электроэрозионных порошков в качестве электродного материала. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии, 2012, № 1, с. 19–22.
  6. Агеев Е.В., Гадалов В.Н., Романенко Д.Н., Тригуб В.Б., Самойлов В.В., Агеева Е.В. Исследование физико-технологических свойств порошков, полученных электро- эрозионным диспергированием твердого сплава. Фундаментальные исследования, 2011, № 12–2, с. 336–340.
  7. Агеев Е.В., Гадалов В.Н., Семенихин Б.А., Агеева Е.В., Латыпов Р.А., Серебровский В.И. Применение порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов, при восстановлении и упрочнении деталей автотракторной техники композиционными гальваническими покрытиями. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2010, № 4, с. 73–75.
  8. Агеев Е.В., Агеева Е.В., Кругляков О.В., Королев М.С. Электроэрозионный порошок, полученный из отходов сплава Т5К10. Курск, ЗАО «Универ», 2022, 231 с.
  9. Агеев Е. В., Поданов В.О., Королев М.С. Морфология твердосплавных порошков, полученных электродиспергированием сплава Т5К10 в воде. Перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении. Сб. науч. статей 7 Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Курск, Юго-Западный государственный университет, 2022, с. 13–17.
  10. Агеева Е.В., Поданов В.О., Хорьякова Н.М. и др. Исследование элементного состава частиц порошка, полученного электродиспергированием сплава ЖС6У в воде. Перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении: Сб. науч. статей 7 Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Курск, Юго-Западный государственный университет, 2022, с. 18–22.
  11. Агеева Е.В. , Королев М.С. Получение порошкового материала из свинцово-сурьмянистой пластины кислотного аккумулятора. Современные материалы, техника и технологии, 2021, № 1 (34), с. 4–12. https://doi.org/10.47581/2021/SMTT/34.1.001
  12. Королев М.С., Агеева Е.В. Изучение свойств свинцово-сурьмянистых сплавов. Современные автомобильные материалы и технологии. Сб. статей XII Междунар. науч.-техн. конф. Курск, 23 октября 2020 г., Курск, Юго-Западный государственный университет, 2020, с. 188–193.
  13. Агеева Е.В., Королев М.С., Воробьев Ю.С. Исследование элементного состава свинцово-сурьмянистых сплавов методом рентгенофлуоресцентного анализа. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии, 2020, т. 10, № 4, с. 8–21.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.