Obtaining a Spherical Magnetic Abrasive by Plasma Spraying into Water

Authors

  • R. I. Akhmetsagirov Naberezhnye Chelny Institute (branch) of the Kazan (Volga Region) Federal University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2025-1-15-23

Keywords:

plasma spraying, metal powders, Magnetic abrasive

Abstract

A magnetic abrasive, used for medical capillary tube interior finishing, preventing accumulation of impurities and uneven flow of the transported liquid, is a composite particle consisting of a magnetic base (ferromagnetic powder Fe3O4) and an abrasive Al2О3. Non-uniform shape of the magnetic abrasive caused by the process of mechanical crushing results in abrasive non-uniform cutting depth, leaves scuff marks on the surface and reduces the surface roughness of the processed products. Moreover, non-uniform shape of the magnetic abrasive causes difficulties when introducing it into a capillary tube. Capillary tubes are widely used in medical, electrical and chemical equipment. These tubes must have smooth machined inner surfaces to prevent the accumulation of contaminants and uneven flow of the transported liquid. Internal diameter reduction and length increase of a capillary complicates inner surface machining. To improve the quality of magnetic abrasive machining, this study proposes the production of a spherical magnetic abrasive based on ferromagnetic powder Fe3O4 with Al2О3 abrasive on the surface being applied by plasma spraying into water. The article considers: firstly, the possibility of plasma spraying into water to give the existing magnetic abrasive a more spherical shape and suggests the conditions necessary to obtain a spherical magnetic abrasive; secondly, it studies the creation of a new spherical magnetic abrasive made of individual particles: ferromagnetic powder Fe3O4 and abrasive Al2О3, located on the outer surface of the magnetic abrasive. Quality evaluation of the machined capillary tube surface made of stainless steel SUS304 during experiments shows the applicability for magnetic abrasive finishing. As a result of the study, a method for manufacturing a spherical magnetic abrasive is described, the cutting edges of an Al2О3 abrasive located on the magnetic abrasive outer surface capable of generating a large magnetic force, in comparison with other abrasives obtained by other methods. The resulting spherical magnetic abrasive, whose Al2О3 abrasive particles with an average diameter of 4 microns are located on top of 75 microns of ferromagnetic Fe3O4 powder, has a greater processing efficiency of stainless steel SUS304 capillary tubes in comparison with magnetic abrasives obtained by other methods.

Author Biography

R. I. Akhmetsagirov, Naberezhnye Chelny Institute (branch) of the Kazan (Volga Region) Federal University

PhD in Engineering, Associate Professor

References

Максаров В. В., Клочков Д. А. Особенности распределения магнитной индукции при магнитно-абразивной обработке синхронизаторов из конструкционной легированной стали // Черные металлы. 2023. № 7. С. 79-85. DOI: 10.17580/chm.2023.07.10

Полищук В. С., Алёхов Ю. А., Пересадченко А. Н. Принципы создания модельных магнитно-абразивных порошков с прогнозируемыми свойствами // Физика и техника высоких давлений. 2024. № 2. С. 62-70.

Повышение производительности магнитно-абразивной обработки использованием диффузионно-легированных порошков / Ф. И. Пантелеенко, В. В. Максаров, Г. В. Петришин, Д. Д. Максимов // СТИН. 2023. № 3. С. 12-16.

Синтез и магнитные гистерезисные свойства порошкового изотропного магнитотвердого сплава Fe-30Cr-20CO, легированного алюминием / А. С. Устюхин, В. А. Зеленский, И. М. Миляев, М. И. Алымов, А. А. Ашмарин, А. Б. Анкудинов, К. В. Сергиенко // Перспективные материалы. 2023. № 11. С. 57-68. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-57-68

Технологические особенности магнитно-абразивной обработки в условиях цифровых технологий / В. В. Максаров, А. И. Кексин, И. А. Филипенко, И. А. Бригаднов // Металлообработка. 2019. № 4 (112). С. 3-10.

Полищук В. С., Алёхов Ю. А., Пересадченко А. Н. Влияние формы зерна композитного магнитно-абразивного порошка на производительность и качество магнитно-абразивной обработки // Физика и техника высоких давлений. 2024. № 1. С. 87-95.

Получение сферических частиц металлов на установке с жидким анодом / Ю. С. Барышников, Р. О. Куракин, А. В. Чикиряка, Ф. А. Орлов, К. В. Твердохлебов, С. А. Леухин, М. И. Юрченков, С. А. Поняев // Прикладная физика. 2023. № 3. С. 18-24. DOI: 10.51368/1996-0948-2023-3-18-24

Akhmetsagirov R. I., Nasibullin R. T. The control parameters of automatic control system of the process of producing ferromagnetic powders by plasma erosion of a metallic anode 2016: 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2016 Proceedings, Chelyabinsk, May 19-20, 2016. Chelyabinsk: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2016. P. 7910946. DOI: 10.1109/ICIEAM.2016.7910946. EDN XNFKGB.

Применение нанопорошков железа и энергомеханической обработки исходной шихты для повышения плотности изделий, спеченных методом искрового плазменного спекания / Т. Х. Нгуен, Ю. В. Конюхов, В. М. Нгуен, А. С. Лилеев, В. Ф. Танг // Металловедение и термическая обработка металлов. 2021. № 4. С. 46-52.

Ермаков С. Б. Получение порошков для аддитивных машин методом плазменного распыления // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2021. № 6 (120). С. 29-41. DOI: 10.30987/2223-4608-2021-6-29-41

Жаров М. В. Сравнительный анализ особенностей технологий получения качественного сферического порошка алюминида никеля NiAl // Металлург. 2022. № 11. С. 57-65. DOI: 10.52351/00260827_2022_11_57

Князев А. Е., Мин П. Г., Востриков А. В. Исследование параметров распределения и технологических свойств порошков из стали 20х23н18, полученных методом плазменной плавки и центробежного распыления быстровращающихся литых заготовок // Металлург. 2021. № 9. С. 94-101. DOI: 10.52351/00260827_2021_09_94

Батиенков Р. В., Морозова Т. А. Электроискровое плазменное спекание порошков тугоплавких металлов и их соединений (обзор) // Металлург. 2023. № 1. С. 64-73. DOI: 10.52351/00260827_2023_01_64

Получение металлических порошковых материалов распылением из проволок-анодов дуговой плазмой / А. В. Демчишин, М. А. Полещук, В. И. Зеленин, И. В. Доценко, И. М. Попович, В. М. Теллюк // Сварщик в России. 2019. № 2. С. 28-30

Рециклирование дисперсных отходов машиностроения в производстве литых штампов / Р. А. Афзалов, Н. Н. Сафронов, Р. И. Ахметсагиров, Л. Н. Дрогайлова // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, № 12. С. 24-27. EDN SMLAXZ.

Афзалов Р. А., Сафронов Н. Н., Ахметсагиров Р. И. Рециклирование дисперсных отходов машиностроения в производстве литых штампов // Вестник Казанского государственного технического университета имени А. Н. Туполева. 2013. № 3. С. 39-44. EDN SMXDOT.

Чечуга А. О. Использование металлических порошков в аддитивном производстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 12. С.457-459.

Сфероидизация железного порошка в СВЧ- и гибридном плазматронах / С. А. Ерёмин, В. Н. Аникин, Д. В. Кузнецов, И. А. Леонтьев, Ю. Д. Степанов, В. З. Дубинин, А. М. Колесникова, Ю. М. Яшнов // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2019. № 3. С. 4-12. DOI: 10.17073/1997-308X-2019-3-4-12

Физические аспекты получения металлических порошков для гранульных и аддитивных технологий / А. И. Рудской, К. Н. Волков, С. Ю. Кондратьев, Е. И. Старовойтенко, М. В. Зенина, А. М. Казберович // Технология легких сплавов. 2020. № 3. С. 4-10.

Порошковые материалы / С. Б. Ермаков, Б. С. Ермаков, Э. А. Сулейменов, А. В. Протопопов, М. А. Абдалиев. Алма-Ата : Гылым, 1991. 344 с.

Комбинированный способ упрочнения и финишной абразивной обработки поверхностей деталей в магнитном поле / С. А. Чижик, Л. М. Акулович, М. Л. Хейфец, С. А. Клименко, В. И. Лавриненко, В. С. Майборода, А. И. Дикусар, С. Ивашку, Н. Казак // Упрочняющие технологии и покрытия. 2021. № 11. С. 509-519. DOI: 10.36652/1813-1336-2021-17-11-509-519

Барон Ю. М. Технология абразивной обработки в магнитном поле. Ленинград : Maшинострooeниe, Лeнингp. отделение, 1975. 128 с.

Published

03.04.2025

How to Cite

Akhmetsagirov Р. И. (2025). Obtaining a Spherical Magnetic Abrasive by Plasma Spraying into Water. Vestnik IzhGTU Imeni M.T. Kalashnikova, 28(1), 15–23. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2025-1-15-23

Issue

Section

Articles