Effect of noble gases ion implantation on the life time of WC-Co tools used in wood-based material machining

• Autorzy: Barlak Marek , Wilkowski Jacek

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.7103

Warianty tytułu

PL

Wpływ implantacji jonów gazów szlachetnych na trwałość narzędzi WC-Co stosowanych w obróbce materiałów drewnopochodnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Effect of noble gases ion implantation on the life time of WC-Co tools used in wood-based material machining. The results of the investigations on the tool life of WC-Co tools, implanted with three noble gas ions, i.e. helium, neon and argon, are presented in the comparison with the virgin tools and tools implanted with nitrogen ions. The surface modification of the tools was preceded by the modelling of the depth profiles of the implanted elements. The implantation of the ions of noble gases resulted in an improvement in tool tool life, in the range from 5 to 49%.

PL

Przedstawiono wyniki badań trwałości narzędzi WC-Co, implantowanych jonami trzech gazów szlachetnych, tj. helu, neonu i argonu, w odniesieniu do narzędzi wyjściowych i implantowanych jonami azotu. Modyfikację powierzchni narzędzi poprzedzono modelowaniem głębokościowych profili implantowanych pierwiastków. Implantacja jonów gazów szlachetnych spowodowała poprawę trwałości narzędzi w zakresie od 5 do 49%.

Słowa kluczowe

EN

ion implantation; depth profiles; modelling; WC-Co tools; wood machining

PL

implantacja jonowa; głębokość; profile; modelowanie; narzędzia WC-Co; obróbka drewna

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2023
• Tom: No. 124
• Strony: 77--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Barlak Marek

• Plasma/Ion Beam Technology Division, Material Physics Department, National Centre for Nuclear Research Świerk, 7 Andrzeja Sołtana St., 05-400 Otwock, Poland

autor

Wilkowski Jacek

• Department of Mechanical Processing of Wood, Institute of Wood Sciences and Furniture, Warsaw University of Life Sciences, 159 Nowoursynowska St., 02-776 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. BARLAK M., WILKOWSKI J., WERNER Z., 2016: Ion implantation changes oftribological and corrosion resistance properties of materials used in wood industry,Annals of Warsaw University of Life Science - SGGW, Forestry and Wood Technology94, 19-27.
• 2. BARLAK M., WILKOWSKI J., BORUSZEWSKI P., WERNER Z., PAŁUBICKI B.,2017: Changes of functional properties of materials used in wood industry after ionimplantation processes, Annals of Warsaw University of Life Science - SGGW,Forestry and Wood Technology 97, 133-139.
• 3. BARLAK M., WILKOWSKI J., WERNER Z., 2019a: Modelling of the ionimplantation modification of WC-Co indexable knives for wood machining, Annals ofWarsaw University of Life Science - SGGW, Forestry and Wood Technology 106, 57- 61 DOI: 10.5604/01.3001.0013.7737.
• 4. BARLAK M., WILKOWSKI J., WERNER Z., 2019b: Modelling of nitrogenimplantation processes into WC-Co indexable knives for wood-based materialmachining using ion implanters with or without direct ion beam, Annals of WarsawUniversity of Life Science - SGGW, Forestry and Wood Technology 108, 68-78. DOI:10.5604/01.3001.0013.7684.
• 5.BARLAK M., WILKOWSKI J., WERNER Z., 2019c: The selected problems of themodelling of the depth profiles of the elements implanted to the tools used in woodmaterial machining, Biuletyn Informacyjny OB-RPPD 3-4, 118-134. DOI:10.32086/biuletyn.2019.5.
• 6. BARLAK M., WILKOWSKI J., WERNER Z., ZAGÓRSKI J., STASZKIEWICZ B.,SZKARŁAT F., 2020: The influence of the CO2 ion implantation on the life-time ofWC-Co tools used in wood materials machining, Biuletyn Informacyjny OB-RPPD 3-4, 178-187. DOI: 10.32086/biuletyn.2020.08.
• 7. BARLAK M., WILKOWSKI J., WERNER Z., 2023: Modelling of the similar depthprofiles of two different kinds of ions, implanted to WC-Co tools, used in wood-basedmaterial machining, Annals of Warsaw University of Life Science - SGGW, Forestryand Wood Technology 122, 47-56. DOI: 10.5604/01.3001.0053.8668.
• 8. DAS S., YU H., TARLETON E., HOFMANN F., 2019: Hardening and strainlocalisation in helium-ion-implanted tungsten, Scentific Reports 9, 18354. DOI:10.1038/s41598-019-54753-3.
• 9. HALL B.O., 1976: Stress distribution in helium-ion implantations, Journal of NuclearMaterials 63, 285-291. DOI: 10.1016/0022-3115(76)90340-8.
• 10. MOROZOW D., BARLAK M., WERNER Z., PISAREK M., KONARSKI P.,ZAGÓRSKI J., RUCKI M., CHAŁKO L., ŁAGODZIŃSKI M., NAROJCZYK J.,KRZYSIAK Z., CABAN J., 2021: Wear resistance improvement of cementedtungsten carbide deep-hole drills after ion implantation, Materials 14, 239. DOI:10.3390/ma14020239.
• 11. SANDERS I.R., WILLIAMS B.D., SMITH B.J., STEPHEN J., HINDER G.W., 1977:The effect of argon implantation on the conductivity of boron implanted silicon, SolidStare Electronics 20, 703-707. DOI: 10.1016/0038-1101(77)90047-8.
• 12. SRIM. http://www.srim.org/.
• 13. SUSPRE. https://uknibc.co.uk/SUSPRE/.
• 14. WĘGIEREK P., BILLEWICZ P., 2011: Jump mechanism of electric conduction in ntype silicon implanted with Ne++ neon ions, Acta Physica Polonica A 120, 122-124.DOI: 10.12693/APhysPolA.120.122.
• 15. WILKOWSKI J., BARLAK M., BOTTGER R., WERNER Z., KONARSKI P.,PISAREK M., WACHOWICZ, J., VON BORANY J., AURIGA A., 2021: Effect ofnitrogen ion implantation on the life time of WC-Co tools used in particleboardmilling. Wood Material Science & Engineering 17, 521-532. DOI:10.1080/17480272.2021.1900391.
• 16. WILKOWSKI J., BARLAK M., KWIDZIŃSKI Z., WILCZYŃSKI A., FILIPCZUKP., PĘDZIK M., DREWCZYŃSKI M., ZAGÓRSKI J., STASZKIEWICZ B.,ROGOZIŃSKI T., 2022a: Influence of ion implantation on thewear and lifetime ofcircular saw blades in industrial production of wooden door frames, Applied Sciences12, 10211. DOI: 10.3390/app122010211.
• 17. WILKOWSKI J., GÓRSKI J., 2011 Vibro-acoustic signals a source of informationabout tool wear during laminated chipboard milling, Wood Research 56, 57-66.
• 18. WILKOWSKI J., JEGOROWA A., BARLAK M., WERNER Z., ZAGÓRSKI J.,STASZKIEWICZ B., KUREK J., KRUK M., 2022b: Effect of nitrogen ionimplantation on the tool life used in particleboard CNC drilling, Materials 15, 3420.DOI: 10.3390/ma15103420.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).