Effect of U-FAST Technology on Basic Properties of WC-Co Composites Designed for Particleboard Milling Tools

• Autorzy: Wachowicz Joanna , Bałaga Zbigniew , Dembiczak Tomasz , Náprstková Nataša , Kuśmierczak Sylvia

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0055.0034

Warianty tytułu

PL

Wpływ technologii U-FAST na podstawowe właściwości kompozytów WC-Co przeznaczonych na narzędzia do frezowania płyt wiórowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Cemented carbides WC-Co are one of the basic tool materials. They constitute over half of the currently used tools intended for machining. The main advantages of WC-Co cemented carbides are their high hardness and abrasion resistance. The properties of WC-Co sinters depend mainly on the content of the binding phase, the sintering method, and the grain size of the powder from which the sinters were made. The aim of the study was to produce WC-Co nanocomposites using U-FAST (Upgraded Field Assisted Sintering Technology), as well as to examine the basic properties of WC-Co sinters: microstructure, hardness, and phase composition. In the sintering processes carried out, no additives affecting the reduction of grain growth were used. The obtained results were compared with similar sinters produced using SPS (Spark Plasma Sintering) technology.

PL

Węgliki spiekane WC-Co są jednym z podstawowych materiałów narzędziowych. Stanowią ponad połowę obecnie stosowanych narzędzi przeznaczonych do obróbki skrawaniem. Głównymi zaletami węglików spiekanych WC-Co są wysoka twardość i odporność na ścieranie. Właściwości spieków WC-Co zależą głównie od zawartości fazy wiążącej, metody spiekania i wielkości ziarna proszku, z którego wykonano spieki. Celem badań było wytworzenie nanokompozytów WC-Co przy użyciu technologii U-FAST (Upgraded Field Assisted Sintering Technology), a także zbadanie podstawowych właściwości spieków WC-Co: mikrostruktury, twardości, składu fazowego. W przeprowadzonych procesach spiekania nie stosowano dodatków wpływających na ograniczenie rozrostu ziarna.

Słowa kluczowe

EN

sintering; cemented carbides; WC-Co composites

PL

spiekanie; węgliki spiekane; kompozyty WC-Co

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 73, nr 2
• Strony: 9--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wachowicz Joanna

• Warsaw University of Life Sciences, Institute of Wood Sciences and Furniture, Department of Mechanical Processing of Wood, 166 Nowoursynowska St., 02-787 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7942-3959

autor

Bałaga Zbigniew

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, 19 Armii Krajowej St., 42-201 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7004-7037

autor

Dembiczak Tomasz

• Jan Dlugosz University in Czestochowa, Faculty of Science and Technology, 13/15 Armii Krajowej St., 42-200 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2751-3749

autor

Náprstková Nataša

• Jan Evangelista Purkyně University in Ústí nad Labem, Faculty of Mechanical Engineering, Pasteurova 3544/1, 400 96 Ústí nad Labem, Czech Republic

• https://orcid.org/0000-0003-4433-0581

autor

Kuśmierczak Sylvia

• Jan Evangelista Purkyně University in Ústí nad Labem, Faculty of Mechanical Engineering, Pasteurova 3544/1, 400 96 Ústí nad Labem, Czech Republic

• https://orcid.org/0000-0002-5135-4170

Bibliografia

• [1] Tang X., Wang Z., Huang L., Wang X., Chang T., Huang P., Zhu Z., Preparation, properties and microstructure of high hardness WC-Co cemented carbide tool materials for ultra-precision machining, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 116, 2023, 106356.
• [2] Michalski A., Siemiaszko D., Impulsowo plazmowe spiekanie nanokrystalicznych węglików WC-12Co, Inżynieria Materiałowa, 2006, 629-631.
• [3] Sivaprahasam D., Chandrasekar S. B., Sundaresan., Microstructure and mechanical properties of nanocrystalline WC-12Co consolidated by spark plasma sintering, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2, 2007, 144-152.
• [4] Wachowicz J., Wilkowski J., Talarek S., Influence of cutting parameters on the tool life for WC-Co composites in the machining of wood-based materials, Wood Material Science & Engineering, 18, 5, 2023, 1780-1789.
• [5] Wachowicz J., Dembiczak T., Stradomski G., Bałaga Z., Dyner M., Wilkowski J., Properties of WCCo composites produced by the SPS method intended for cutting tools for machining of wood-based materials, Materials, 14, 10, 2021, 2618.
• [6] Wilkowski J., Barlak M., Böttger R., Werner Z., Konarski P., Pisarek M., Auriga, A., Effect of nitrogen ion implantation on the life time of WC-Co tools used in particleboard milling, Wood Material Science & Engineering, 17, 6, 2022, 521-532.
• [7] Oghbaei M., Mirzaee O., Microwave versus conventional sintering: A review of fundamentals, advantages and applications. Journal of Alloys and Compounds, 494, 1-2, 2010, 175-189.
• [8] Schembri J., Kaur S., Oskouei R. H., Rosinski M., Ghomashchi R., Rumman R., Understanding the Potential of U-FAST Sintering Process-An Overview, Aspects in Mining & Mineral Science, 3, 1, 2019, 367-372.
• [9] Jia Ch., Sun L., Tang H., Qu X., Hot pressing of nanometer WC-Co powder, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 1, 2007, 53-56.
• [10] Su W., Luo W., Lu J., Zeng S., Zhou W., Coarse-grained WC-6Co hardmetals with dual-scale and plate-like WC structures fabricated by convention powder metallurgy proces, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 125, 2024, 106886.
• [11] Fang Z. Z., Wang X., Ryu T., Hwang K. S., Sohn H., Synthesis, sintering, and mechanical properties of nanocrystalline cemented tungsten carbide-A review, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 27, 2, 2009, 288-299.
• [12] Wachowicz J., Dembiczak T., Fik J., Bałaga Z., Kruzel R., Náprstková N., Kuśmierczak S., Spark Plasma Sintering of Fine-Grained WC-Co Composites Materials, 16, 24, 2023, 7526.
• [13] Wenbin L., Xiaoyan S., Kai W., Jiuxing Z., Guozhen Z., Xuemei L., A novel rapid route for synthesizing WC-Co bulk by in situ reactions in spark plasma sintering, Materials Science and Engineering A, 499, 2009, 476-481.
• [14] Wenbin L., Xiaoyan S., Jiuxing Z., Fuxing Y., Guozhen Z., A novel route to prepare ultrafine-grained WC-Co cemented carbides, Journal of Alloys and Compounds, 458, 2008, 366-371.
• [15] Kim H. Ch., Shon I. J., Yoon J. K., Doh J. M., Consolidation of ultra fine WC and WC-Co hard materials by pulsed current activated sintering and its mechanical properties, International Journal of Refractory Metals & Hard Materials, 25, 2007, 46-52.

Uwagi

Source of funding for the work: this research was funded by the National Science Centre, Poland, grant number DEC- 2021/05/X/ST5/00868.