Obrabotka Metallov 2021 Vol. 23 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 1 2021 12 ТЕХНОЛОГИЯ сферичность и ухудшает качество конечного продукта . Давление воздуха внутри труб аэроди - намического классификатора подбиралось та - ким образом , чтобы в центральной трубе осаж - дался порошок крупностью больше 100 мкм , а в двух боковых – 0…100 мкм . Крупный порошок отправлялся в головную часть процесса . Содер - жание фракции 0…100 мкм в « сухом » порош - ке было принято за параметр оптимизации ( Y ). В табл . 1 даны значения факторов в абсолютном и кодированном виде , здесь же представлены и результаты исследования . С учетом значимости коэффициентов урав - нение регрессии имеет следующий вид ( факто - ры представлены в кодированном виде ): Y = 66,4 + 11,6 Х + 10,2 V Х , %. (2) Анализ уравнения регрессии показывает , что для получения максимального количества по - рошка крупностью 0...40 мкм необходимо уве - личить Х и V . Давление в питателе с суспензией в исследуемом интервале практически не ока - зывает влияния на дисперсный состав порошка . Увеличение выхода фракции 0…100 мкм в за - висимости от Х и V можно объяснить тем , что повышенное содержание растворителя в суспен - зии снижает ее вязкость и поверхностное натя - жение , а это способствует дроблению струи при распылении на более мелкие частицы . При из - быточном расходе растворителя и распыляемой суспензии происходит налипание порошка к стенкам распылительной камеры . Большое зна - чение размера Х приводит к дополнительному дроблению струи во внутреннем пространстве форсунки , а это ведет к увеличению количества более мелких частиц . По данным табл . 1 макси - мальный выход порошка 0…100 мкм получается при следующих режимах : V = 380 мл раствори - теля /1 кг порошка ; Х = 2,0 мм ; Р = 1,32 атм . Исследование влияния температуры рас - пыляющего воздуха на качество распыленно - го порошка показало , что при температурах 363…523 К резко снижается устойчивость про - цесса распыления , и процесс прерывается через 1…2 мин после начала вследствие высыхания суспензии в подающем канале форсунки . Отгонку связующего ( ПВА ) производили при температуре 573…773 К в течение получаса , да - лее температуру повышали до значений , при ко - торых происходит спекание субчастиц в объеме конгломератов . При температуре 903…923 К начинается экзотермическая реакция взаимо - действия Al с Ni, протекающая с большим вы - делением тепла . При этом температура тигля с порошком кратковременно поднималась до 1023…1273 К . Для предотвращения спекания конгломератов между собой производили раз - бавление спеченным порошком того же состава в количестве 25…35 %. После твердофазного взаимодействия осуществляли изотермический отжиг при 1073 К в течение 30 мин . В табл . 2 представлены результаты опре - деления гранулометрического состава спечен - ных порошков . Основная масса полученного порошка имеет размер больше 40 мкм . Выход фракции 0…40 мкм составляет менее 25 %. Для получения порошка , используемого при напы - лении в динамическом вакууме , необходимо спекать более мелкую фракцию 0…40 мкм . Из приведенных результатов видно , что при спе - кании порошка крупностью 0…40 мкм проис - ходит более существенное его укрупнение за счет частичного спекания конгломератов меж - ду собой , что ухудшает морфологию конечного продукта . Это обусловлено большей площадью контактирования , чем в случае спекания фрак - ции 40…100 мкм . На выход фракций после спекания влияет и состав порошка . Так , при спекании порошка со - става Ni-17Cr-10Al-1Y выход крупной фракции меньше , чем для порошка состава Ni-22Cr-16Al-1Y, что связано с меньшим содержанием Al и , как следствие , меньшей теплотой , выделяющейся при реакции спекания , и более низкой темпера - турой спекания ( табл . 2). После спекания порошка производится его разделение по фракциям и восстановительный отжиг . Отсев фракции 40…100 мкм осущест - вляется с помощью стандартного набора сит , а отделение фракции крупностью 10…40 мкм осуществляли троекратной отмывкой порош - ка в дистиллированной воде с последующей сушкой в течение 2…3 часов при температуре 373...383 К . Финишная обработка порошка – восстановительный отжиг в атмосфере водорода при 873 К в течение получаса с целью удаления окислов , присутствующих в исходных порошках и образующихся в процессе приготовления кон - гломератов .