Obrabotka Metallov. 2016 no. 4(73)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (73) 2016 39 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ билизации среднего размера частиц, который со- ставлял 15 мкм. Значительно больший размер частиц порош- ка, получаемого при обработке в защитной ат- мосфере, обусловлен изменением условий взаи- модействия металлов при активации без доступа воздуха. С этим же связано увеличение време- ни обработки при получении порошка мелкой фракции. Как известно, в основе процесса легирования в шаровой мельнице лежит механизм холодной сварки в условиях интенсивной пластической деформации. Механическая активация обеспе- чивает смешивание материала компонентов и формирование сильно дефектных структурных состояний с высокими значениями кривизны кристаллической решетки [14]. Это, в свою оче- редь, способствует значительному увеличению запасенной энергии деформации и создает ус- ловия для аномального массопереноса атомов компонентов в кристаллическую решетку друг друга и формирования общего твердого раство- ра [15]. Порошок сплава образуется за счет соеди- нения все большего числа деформированных фрагментов частиц исходных компонентов (в нашем случае Ti и Nb), а степень пластической деформации до момента разрушения агломера- тов определяется условиями протекания процес- са деформации. При механической активации в шаровой мельнице в защитной атмосфере арго- на создаются условия пластической деформа- ции, сопровождающейся релаксационными про- цессами диффузионного типа [14, 15]. Процесс агломерации начинает преобладать над процес- сом разрушения. Как следствие, с увеличением времени обработки увеличивается средний раз- мер получившихся частиц порошка и наблюда- ется процесс налипания порошкового материа- ла к стенкам барабана. При времени активации 25 мин происходит уравновешивание процесса агломерации и разрушения, что приводит к сни- жению среднего размера получаемых частиц. Условия получения легированного порошка меняются при механической активации с досту- пом воздуха. Примесные атомы, внедряющиеся в твердый раствор из газовой среды, подавляют релаксационные способности материала и урав- новешивают процесс агломерации и разрушения за меньший отрезок времени [16]. Однако пода- вление диффузионных процессов ограничивает и процесс формирования сплава, что подтверж- дается в работе [17]. Формирования однофазно- го сплава Ti-Nb не происходит. В случае механической активации в защит- ной среде при времени обработки 20 мин в по- рошке рентгеноструктурно идентифицируется одна фаза – твердый раствор β-TiNb. Таким об- разом, из порошка двух отдельных компонентов формируется однофазный порошковый β-сплав. Для использования порошка в СЛС- технологии форма частиц должна быть близкой к сферической с размером от 10 до 50 мкм [18]. Всем перечисленным требованиям соответству- ет порошковый сплав, полученный при времени активации 25 мин. Однако использование данно- го времени работы шаровой мельницы являет- ся нерациональным: снижается выход готового продукта, увеличивается вероятность поврежде- ния деталей корпуса мельницы. Для оптимиза- ции производства порошкового сплава требуется снижение времени активации до 15 мин. Выводы С помощью механической активации порош- ков Ti и Nb в планетарной мельнице АГО-2С в защитной атмосфере аргона получен порош- ковый сплав Ti40Nb. Для получения однофаз- ного состояния β-сплава требуется 20 мин вре- мени обработки. В то же время оптимальный для селективного лазерного сплавления грану- лометрический состав порошка (10…50 мкм) достигается при времени обработки 25 мин. Тех- нологические ограничения по времени работы планетарной мельницы не более 15 мин требуют дальнейшей оптимизации параметров механи- ческой активации и дальнейших исследований. Список литературы 1.  Зленко М.А., Попович А.А., Мутылина И.Н. Аддитивные технологии в машиностроении. – СПб.: Изд-во политехн. ун-та, 2013. – 222 с. 2.  Saprykin A.A., Ibragimov E.A., Yakovlev V.I. In- fluence of mechanical activation of powder on SLS process // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – Vol. 682. – P. 143–147. – doi: 10.4028/www.scientific. net/AMM.682.143. 3. Mechanical alloying of β-type Ti-Nb for bio- medical applications / K. Zhuravleva, S. Scudino, M.S. Khoshkhoo, A. Gebert, M. Calin, L. Schultz.