Obrabotka Metallov 2021 Vol. 23 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 1 2021 10 ТЕХНОЛОГИЯ чает классификацию полученных порошков . Не - оспоримым достоинством использования ПВА , в отличие от каучука , является возможность практически полного удаления его в процессе спекания субчастиц в конгломератах . Количество связующего , вводимое в суспен - зию , существенно влияет на устойчивость по - следней до подачи в распылительную форсунку , а также на прочность получаемых гранул ком - позиционных материалов . В каждом конкретном случае количество связки , вводимое в шихту из исходных мелкодисперсных порошков , опреде - лено нами экспериментально и составляет ве - личину , варьирующую в пределах 0,5…1,5 % от массы порошка . Количество растворителя должно быть минимальным , при котором еще сохраняется подвижность суспензии , и опреде - ляется также экспериментально . Содержание связующего и растворителя в суспензии , а также тип распыляющего устройства и условия распы - ления определяют в конечном итоге грануломе - трический состав порошков . Исходные суспен - зии , используемые для распыления , имеют в зависимости от плотности и дисперсности инте - грированных комплесов концентрацию твердой составляющей 70…85 %. В случае недостаточ - ной устойчивости и подвижности суспензии ре - комендовано вводить добавки поверхностно - ак - тивных веществ или электролитов [24]. Для получения конгломератов , отвечающих заданному химическому составу , приготовление суспензии проводили путем тщательного пере - мешивания исходной шихты с растворителем и связующим в смесителях различной конструк - ции в течение достаточного промежутка време - ни , варьируемого в зависимости от состава ком - позиции и характеристик исходных материалов в пределах от 2 до 8 часов . Более длительное время осуществляли перемешивание суспензий , в состав которых вводили небольшие количества легирующих добавок ( до 2 %), например танта - ла , иттрия , ниобия . Морфологию интегрированных комплексов определяли с помощью сканирующего элек - тронного микроскопа TESCAN, возможности программного обеспечения которого позволили в автоматическом режиме определить размер частиц . Химический состав определяли мето - дом микрорентгеноспектрального анализа ча - стиц порошка с помощью энергодисперсионной приставки OXFORD. Усреднение проводили по 20 частицам в каждой из пяти проб . Стойкость полученных интегрированных комплексов к вы - сокотемпературному окислению определяли по результатам изменения удельной массы ( Δ М ) по - рошковой пробы после выдержки в алундовом тигле в печи электросопротивления при темпе - ратруре 1324 К в течение 25 часов . Текучесть конгломерированных порошков определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 20899–98. Результаты и их обсуждение При конгломерировании порошков с ис - пользованием метода распылительной сушки важное значение имеет дисперсность исходных порошковых материалов . Размер субчастиц этих порошков не должен превышать 1/5 диаметра конгломератов [25]. Уменьшение размера суб - частиц , во - первых , повышает подвижность и устойчивость суспензий . Во - вторых , в резуль - тате использования очень мелких исходных ма - териалов достигается более равномерное рас - пределение всех составляющих компонентов в готовом порошке , особенно при микролегирова - нии . В - третьих , из мелких субчастиц образуются конгломераты с формой , близкой к сферической , менее подверженные механическому разруше - нию при классификации после распыления и обладающие большей текучестью . В - четвертых , увеличивается поверхность спекания субчастиц в конгломератах , и в результате повышается их прочность . При оптимальном спекании суб - частиц достигается максимальная плотность конгломерированных частиц . Регулируя размер субчастиц , можно управлять в допустимых пре - делах плотностью порошка . В процессе распылительной сушки суспен - зий происходит формирование композиционных частиц ( конгломератов ). Размер образующих ча - стиц зависит от последующего спекания . Грану - лометрический состав , текучесть полученного порошка , его механическая прочность зависят от используемых растворителя и связующего , их концентрации , крупности исходных порошков , расхода воздуха и распыляемой суспензии , тем - пературы распыляющего воздуха , типа исполь - зуемой форсунки . Согласно [26] средний диаметр распыляе - мых частиц можно определить из эмпирическо - го уравнения