Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 3 2018 110 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Введение Молибден является важным тугоплавким ме- таллом ввиду высокой температуры плавления ( T пл ), составляющей 2612 °C, хорошей тепло- проводности (138 Вт/(м ∙ К) и низкой удельной теплоемкости (25.1…28.4 Дж/(К ∙ моль) при 400…100 К) [1–2]. Кроме того, металл обладает высокой прочностью и жесткостью: так, напри- мер, прочность чистого молибдена составляет 50 МПа при 1000 °C, а прочность легированно- го – около 900 МПа при той же температуре [3]. Поэтому молибден целесообразно применять для производства деталей и узлов, эксплуатиру- емых в средах с высокими температурами, на- пример в теплоэнергетике и газотермическом напылении [1, 4]. Как правило, выделяют два основных недо- статка, усложняющих производство молибдена: высокая температура плавления и низкая темпе- ратура вязкохрупкого перехода, которая может быть даже ниже комнатной [5, 6]. В основном этот металл получают путем порошковой метал- лургии, которая позволяет преодолевать техно- логические трудности в обработке материала и достигать мелкозернистой структуры [5]. Более того, порошок молибдена со сферическими ча- стицами широко применяется в газотермическом напылении, где именно сферическая форма ча- стиц гарантирует хорошую текучесть и высокую удельную плотность [7]. Покрытия, полученные из порошка Мо с частицами сферической формы, обладают большей плотностью, однородностью и отличаются лучшей износостойкостью. Еще одним возможным способом получения объем- ных деталей из молибдена является спекание. Как правило, меньший размер частиц порошка облегчает процесс спекания и приводит к дости- жению лучших механических характеристик [8]. Известно, что границы зерен в молибденовых сплавах влияют на механические свойства, такие как прочность и пластичность, тогда как лучшие механические характеристики достигаются за счет меньшего размера зерна и низкой концен- трации вредных примесей (например, кислород и азот) на границах зерен [9]. В производстве не- обходимо использовать порошки молибдена вы- сокого качества по чистоте, агломерированным частицам и гомогенному распределению частиц порошка по размеру. Продукт, полученный из та- кого порошка, обладает высокими показателями предела текучести и предела прочности, а также низкой пластичностью при комнатной темпера- туре [10]. Однако, как отмечено в работах [7–14], для порошков Mo, полученных традиционными методами гидро- и пирометаллургии, характер- ным является наличие большого количества де- фектов, к примеру, высокий разброс (неоднород- ность) по фракции частиц порошка. Высокоэнергетическое механическое измель- чение – это экономически выгодная технология получения субмикронных, нанокристалличе- ских или аморфных материалов, состоящих из равновесных и/или неравновесных фаз [15–19]. Изначально данная технология была разработа- на для получения дисперсионно-упрочненных сплавов на основе железа и никеля [20]. В ходе процесса измельчения частицы порошка подвер- гаются высокоэнергетическим столкновениям с размольными шарами, при этом частицы не- однократно подвергаются пластической дефор- мации, свариваются (схватываются) и дробятся [21]. Обработка частиц порошка продолжается до достижения необходимого размера. Процесс измельчения сильно зависит от материала и раз- мера мелющих шаров, также на процесс влияют такие параметры, как время помола, параметры барабана и скорость его вращения, атмосфера и среда измельчения в рабочей области, коэф- фициент заполнения и температура [22]. Соот- ношение массы шаров к массе порошка (BPR) является ключевым фактором, который влияет на скорость формирования продукта и на фазо- вые изменения в порошковой смеси. Для каждо- го успешного процесса измельчения необходи- мо определить оптимальное соотношение BPR. Значительную роль в проблеме загрязнения го- тового продукта играют используемые для помо- ла шары и внутренняя поверхность емкости ба- рабана [22, 23]. Кроме того, критичным является необходимость оптимизации всех параметров процесса измельчения, благодаря которой вме- сте с последующим спеканием представляется возможным достижение улучшенных механиче- ских свойств материла [23]. Таким образом, главной целью работы явля- ется исследование и определение оптимизиро- ванных параметров размола порошка молибдена на высокоэнергетической кинетической мельни- це. Насколько нам известно, такие исследования