Wpływ wielkości ziarna WC na właściwości węglików spiekanych WCCo otrzymywanych metodą impulsowo-plazmowego spiekania SPS

• Autorzy: Wachowicz Joanna , Chlebiej Katarzyna , Zieliński Radosław

Warianty tytułu

EN

Influence of WC grain size on the properties of WCCo cemented carbides obtained by the method of pulse-plasma sintering SPS

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Węgliki spiekane są jednym z najczęściej stosowanych materiałów narzędziowych. Charakteryzują się wysoką twardością oraz dobrymi właściwościami skrawającymi. Tradycyjnie węgliki wytwarza się w piecach z nagrzewaniem indukcyjnym lub oporowym w procesach trwających kilkanaście godzin. Metoda ta jest czaso- i energochłonna. Dlatego nieustannie trwają badania nad nowoczesnymi i ulepszonymi metodami spiekania. Jedną z nich jest metoda spiekania impulsowo plazmowego SPS (ang. spark plasma sintering). Umożliwia ona szybkie otrzymywanie litych materiałów, charakteryzujących się dobrymi właściwościami mechanicznymi. W pracy pokazano wpływ wielkości ziarna WC na podstawowe właściwości spieków, takie jak twardość, gęstość i mikrostruktura, wykonanych metodą impulsowo-plazmowego spiekania. Do przeprowadzenia procesów spiekania wykorzystano mieszankę proszków węglika wolframu z kobaltem o gradacji ziaren (cząstek pierwotnych) WC < 1 μm i 400 nm, oznaczonej przez producenta.

EN

Cemented carbides are one of the most commonly used tool materials. They are characterized by high hardness and good cutting properties. Traditionally, carbides are produced in furnaces with induction or resistance heating in processes lasting several hours. This method is time and energy consuming. That is why research is constantly ongoing on modern and improved sintering methods. One of them is the SPS (spark plasma sintering) method. It allows us to quickly obtain solid materials with good mechanical properties. The paper presents the influence of WC grain size on the basic sintered properties, such as hardness, density and microstructure, made by pulse-plasma sintering. A mixture of tungsten carbide and cobalt powders with a gradation of WC grains (primary particles) <1 μm and 400 nm, determined by the manufacturer, was used for sintering processes.

Słowa kluczowe

PL

spiekanie; węgliki spiekane; WC-Co; spiekanie impulsowo-plazmowe (PPS); SPS

EN

sintering; cemented carbides; WCCo; spark plasma sintering; SPS

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 71, nr 3
• Strony: 195--203
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Wachowicz Joanna

• SGGW Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Wydział Technologii Drewna, Katedra Mechanicznej Obróbki Drewna, ul. Nowoursynowska 159, bud. 34, pok. 1/51, 02-776 Warszawa

autor

Chlebiej Katarzyna

• SGGW Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Wydział Technologii Drewna, Katedra Mechanicznej Obróbki Drewna, ul. Nowoursynowska 159, bud. 34, pok. 1/51, 02-776 Warszawa

autor

Zieliński Radosław

• ITME Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Zakład Materiałów Kompozytowych i Ceramicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

Bibliografia

• [1] Siwak, P., Garbiec, D.: Microstructure and mechanical properties of WC–Co, WC–Co–Cr3C2 and WC–Co–TaC cermets fabricated by spark plasma sintering, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 26, 10, (2016), 2641-2646.
• [2] Fernandes, C. M., Senos, A. M. R.: Cemented carbide phase diagrams: a review, Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 29, 4, (2011), 405-418.
• [3] Rumman, Md Raihanuzzaman, Zonghan Xie, Soon-Jik Hong, Reza Ghomashchi, Md.R. Rumman, Z. Xie, S.J. Hong, R. Ghomashchi: Effect of spark plasma sintering pressure on mechanical properties of WC–7.5 wt% Nano Co, Mater. Design, 68, (2015), 221-227.
• [4] Abyzov, A. M., Kruszewski, M. J., Ciupiński, Ł., Mazurkiewicz, M., Michalski, A., Kurzydłowski, K. J.: Diamond–tungsten based coating–copper composites with high thermal conductivity produced by Pulse Plasma Sintering, Mater. Design, 76, (2015), 97-109.
• [5] Rosiński, M., Kruszewski, M. J., Michalski, A., Fortuna-Zaleśna, E., Ciupiński, Ł., Kurzydłowski, K. J.: W/steel joint fabrication using the pulse plasma sintering (PPS) method, Fusion Eng. Design, 86, 9-11, (2011), 2573-2576.
• [6] Garbiec, D., Jurczyk, M., Levintant-Zayonts, N., Mościcki, T.: Properties of Al–Al2O3 composites synthesized by spark plasma sintering method, Arch. Civil Mechan. Eng., 15, 4, (2015), 933-939.
• [7] Grasso, S., Sakka, Y., Maizza, G.: Electric current activated/assisted sintering (ECAS): a review of patents 1906–2008, Sci. Techn. Adv. Mater., 10, 5, (2009), 053001.
• [8] Cincotti, A., Locci, A. M., Orrù, R., Cao, G.: Modeling of SPS apparatus: Temperature, current and strain distribution with no powders, AIChE Journal, 53, 3, (2007), 703-719.
• [9] Putyra, P., Laszkiewicz-Łukasik, J., Jaworska, L.: Zastosowanie urządzenia SPS w procesie spiekania reakcyjnego materiałów ceramicznych, Mechanik, 89, 4, (2016), 294-297.
• [10] Klimczyk, P., Cura, M. E., Vlaicu, A. M., Mercioniu, I., Wyżga, P., Jaworska, L., Hannulab, S.-P.: Al2O3–cBN composites sintered by SPS and HPHT methods, J. Eur. Ceram. Soc., 36, 7, (2016), 1783-1789.
• [11] Yung, Der-Liang, Cygan, S., Antonov, M., Jaworska, L., Hussainova, I.: Ultra high-pressure spark plasma sintered ZrC-Mo and ZrC-TiC composites, Int. J. Refrac. Met. Hard Mater., 61, (2016), 201-206.
• [12] Kotas, R., Marciniak, P., Sakowicz, B., Makowski, D., Czarnecki, M., Wachowicz, J., Zieliński, R., Truszkowski, T., Rosiński, M., Michalski, A., Sobiecki, R., Skrabalak, G., Talar, R., Napieralski, A.: Control and monitoring system prototype for pulse plasma sintering process, 2015 22nd International Conference Mixed Design of Integrated Circuits & Systems (MIXDES). IEEE, 2015.
• [13] Olevsky, E., Dudina, D.: Field-assisted Sintering: Science and Application, Springer, (2018), ISBN 978-3-319-76031-5.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).