к.т.н., старший научный сотрудник кафедры технологии материалов и транспорта
Cand. Sci. (Eng.), Senior research of Chair of Materials and Transport Technology
к.т.н., доцент кафедры технологии материалов и транспорта
Cand. Sci. (Eng.), Assist Professor of Chair of Materials and Transport Technology
студентка кафедры технологии материалов и транспорта
student of Materials and Transport Technology
Для разработки технологий получения электрокорунда искровым плазменным спеканием диспергированных электроэрозией отходов алюминия и оценки эффективности их практического применения требуется проведение комплексных теоретических и экспериментальных исследований. Целью настоящей работы являлось определение размера зерна электрокорунда, спеченного из диспергированных отходов алюминия марки АД0Е. Электродиспергирование отходов алюминия осуществляли в дистиллированной воде на оригинальной установке при емкости разрядных конденсаторов 65,5 мкФ, напряжении на электродах 200 В, частоте следования импульсов 200 Гц. В результате воздействия кратковременных электрических разрядов в воде образовывались частицы электроэрозионного порошка различного размера. Далее проводили сплавление электроэрозионной шихты в системе искрового плазменного сплавления SPS 25-10 «Thermal Technology» (США) при давлении 30 МПа, температуре 560 °С, время выдержки составляло 3 мин. При анализе микроструктуры выявлено, что спеченный электрокорунд имеет мелкозернистое строение, без включений, равномерное распределение фаз. Значительные поры, трещины и несплошности отсутствуют. Размер зерна исследуемых сплавов, определенный с помощью системы автоматизированного анализа изображений «SIMAGIS Photolab» и оптического инвертированного микроскопа «OLYMPUS GX51», составил порядка 0,45 мкм. Малый размер зерна полученного электрокорунда связан с высокой дисперсностью исходной электроэрозионной шихты и эффекта «подавления роста зерна» при искровом плазменном сплавлении за счет короткого времени рабочего цикла, высокого давления и равномерного распределения тепла по образцу при воздействии на него импульсного электрического тока и так называемого «эффекта плазмы искрового разряда». Проведенные исследования необходимы для ресурсосбережения и импортозамещения при получении электрокорунда из отходов алюминия марки АД0Е.
To develop technologies for obtaining electrocorundum by spark plasma sintering of aluminum waste dispersed by electroerosion and to evaluate the effectiveness of their practical application, comprehensive theoretical and experimental studies are required. The purpose of this work was the grain size of electrocorundum sintered from dispersed aluminum waste of the AD0E brand. Electrodispersion of aluminum waste of the AD0E brand was carried out in distilled water at the original installation with a capacity of 65.5 UF discharge capacitors, a voltage at the electrodes of 200 V, a pulse repetition frequency of 200 Hz. As a result of exposure to short-term electrical discharges, particles of electroerosive powder of various sizes were formed in the water. Further, the fusion of the electroerosion charge was carried out in the spark plasma fusion system SPS 25-10 "Thermal Technology" (USA) at a pressure of 30 MPa, a temperature of 560 °C and a holding time of 3 minutes. Analysis of the microstructure of sintered electrocorundum showed that it has a fine-grained structure, without inclusions, uniform phase distribution and the absence of significant pores, cracks and discontinuities. The grain size of the studied alloys, determined using the SIMAGIS Photolab automated image analysis system and the OLYMPUS GX51 optical inverted microscope, was about 0.45 microns. The small grain size of the resulting electrocorundum is associated with the high dispersion of the initial electroerosion charge and the effect of "grain growth suppression" during spark plasma fusion due to the short working cycle time, high pressure and uniform heat distribution over the sample when exposed to pulsed electric current and the so-called "spark discharge plasma effect". The conducted studies will allow to perform resource conservation and import substitution in the production of electrocorundum from aluminum waste of the AD0E brand.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.