ВЛАСТИВОСТІ ПОРОШКІВ, ОТРИМАНИХ ПЛАЗМОВО-ДУГОВОЮ СФЕРОЇДИЗАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНОГО ПОРОШКОВОГО ДРОТУ СИСТЕМИ Fe–Al 

Анотація

Досліджено порошки, отримані методом плазмово-дугового розпилення у середовищі аргону або повітря для їх використання в гранульній металургії та при 3D-друці виробів складної форми. Встановлено залежність морфології, структури, фазового складу та мікротвердості порошків від сили струму плазмотрона та умов розпилювання. На всіх досліджених режимах плазмотрона (сила струму 180, 220, 270 А) розпилені частинки мають переважно сферичну форму. Кількість частинок несферичної форми зростає зі збільшенням розміру частинок. Порошки, розпилені в середовищі аргону, мають стабільний фазовий склад. Основною складовою  є алюмінід заліза Fe₃Al (або суміш Fe₃Al + AlFe). Також виявлено фази  α-Fe і Fe₃O₄, Fe₂O₃. При силі струму 220 і 270 А порошок фракції –200+100 мкм містить найбільшу кількість алюмінідів — 83,88 і 86,30% (мас.), і найменший вміст оксидів  — 6,61–10,18% (мас.). У дрібних порошках (фракція –100+75 мкм) вміст алюмінідів становить 70,38–75,68% (мас.), але кількість оксидів зростає до 23,32–29,62% (мас.). Мікротвердість оксидних частинок (5320–8150 МПа) вища від мікротвердості металевих частинок (3070–4590 МПа). При розпиленні в середовищі повітря ключовою складовою стають оксиди Fe₂O₃, Fe₃O_4, FeO і Al₃O₄. Сумарна кількість оксидів досягає 57,19–90,34%. Відсоток алюмінідів заліза значно зменшується, а їх максимальний вміст (28,3% (мас.)) має порошок фракції –315+200 мкм при силі струму плазмотрона 270 A. У порошках найдрібнішої фракції –100+75 мкм вміст алюмінідів становить 6,2–15,36% (мас.). Середня мікротвердість металевих частинок значно нижча (2750–4940 МПа) від мікротвердості оксидних частинок (4500–7460 МПа). Встановлено, що найкращий матеріал за фазовим складом, структурою, твердістю, фактором форми був отриманий при розпиленні порошкового дроту в середовищі аргону. При розпиленні в сере­довищі повітря протікають процеси інтенсивного окиснення.