Machinability tests using ceramic tools reinforced by nickel-coated graphene

• Autorzy: Cygan T. , Woźniak J. , Kostecki M. , Czechowski K. , Gieruć N. , Jaworska O. , Olszyna A.

Warianty tytułu

PL

Testy skrawalności narzędziami ceramicznymi z dodatkiem grafenu powlekanego niklem

• Konferencja: Międzynarodowa Konferencja MiInnovative Manufacturing Technology IMT 2014
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study concerns the influence of nickle-coated graphene (GnNi) addition to alumina matrix and its impact on cutting performance of obtained composites. Nickel-coated graphene was mixed with alumina powder and consolidated using Spark Plasma Sintering (SPS) method. Influence of modified nano-filler and sintering method on cutting performance and physical such a density, hardness and fracture toughness was analyzed. Obtained composites were formed into cutting tool and subjected to machining tests. Cutting tools life and the surface roughness were investigated for 4 different tests. The results were compared with commercial cutting tools showing good cutting performance.

PL

Niniejszy artykuł omawia działanie dodatku grafenu pokrywanego niklem (GnNi) na osnowę tlenku glinu oraz jego wpływ na właściwości skrawne otrzymanych kompozytów. Grafen pokrywany niklem został wymieszany z proszkiem tlenku glinu i skonsolidowany z użyciem metody Spark Plasma Sintering (SPS). Przeanalizowano wpływ zmodyfikowanego nano-wypełniacza oraz metody spiekania na właściwości skrawne oraz takie właściwości fizyczne jak gęstość, twardość oraz odporność na kruche pękanie. Z otrzymanych kompozytów uformowano narzędzia skrawające, które poddano następnie próbom skrawania. Zbadano długość życia ostrza oraz chropowatość powierzchni dla kompozytu z najlepszymi właściwościami mechanicznymi (1% wag. dodatku GnNi). Wytworzone ostrza skrawające charakteryzowały się właściwościami skrawnymi na tym samym poziomie co ostrza komercyjne.

Słowa kluczowe

EN

ceramic cutting tool; graphene; cutting performance; machinability test

PL

narzędzie skrawające ceramiczne; grafen; właściwości skrawne; test skrawalności

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 88, nr 2CD
• Strony: 179--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 rys., tab.

Twórcy

autor

Cygan T.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Woźniak J.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Kostecki M.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Czechowski K.

• The Institute of Advanced Manufacturing Technology, ul.Wrocławska 37a, 30-011 Krakow, Poland

autor

Gieruć N.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Jaworska O.

• The Institute of Advanced Manufacturing Technology, ul.Wrocławska 37a, 30-011 Krakow, Poland

autor

Olszyna A.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1 BALANDIN A.A., GHOSH S. BAO W.Z., CALIZO I., TEWELDEBRHAN D., MIAO F. et al. Superior thermal conductivity of single-layer graphene, Nano Lett. 2008;8(3), 902-907.
• 2 BRONISZEWSKI K., WOŹNIAK J., CZECHOWSKI K., JAWORSKA L., OLSZYNA A., Al2O3-Mo cutting tools for machining hardened stainless steel, Wear 303 (2013), 87-91.
• 3 BRONISZEWSKI K., WOŹNIAK J., KOSTECKI M., OLSZYNA A., Properties of alumina – graphene oxide composites, Materials Today Proceedings, in press.
• 4 GEIM A.K., NOVOSELOV K.S., The rise of graphene, Nat Mater 2007;6(3), 183-191.
• 5 LEE C., WEI X.D., KYSAR J.W., HONE J., Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene, Science 2008;321(5887), 385-388.
• 6 LIU J., YAN H., JIANG K., Mechanical properties of graphene platelet-reinforced alumina ceramic composites, Ceramics International 39 (2013), 6215-6221.
• 7 MOHANTY N., BERRY V., Graphene-based single-bacterium resolution biodevice and DNA transistor: interfacing graphene derivatives with nanoscale and microscale biocomponents, Nano Lett. 2008; 8(12), 4469-4476.
• 8 PORWAL H., TATARKO P., GRASSO S., KHALIQ J., DLOUCHY I., REECE M.J., Graphene reinforced alumina nano-composites, Carbon 64 (2013), 359-369.
• 9 WALKER L.S., MAROTTO V.R., RAFIEE M.A., KORATKAR N., CORRAL E.L., Toughening in graphene ceramic composites, ACS Nano 2011:5(4), 3182-3190.
• 10 WANG K., WANG Y.F., FAN Z.J., YAN J., WEI T., Preparation of graphene nanosheet/alumina composites by spark plasma sintering, Mater Res Bull 46 (2) (2011), 315-318.
• 11 WOŹNIAK J., KURTYCZ P., BRONISZEWSKI K., KOSTECKI M., MORGIEL J., OLSZYNA A., Properties of alumina matrix composites reinforced with nickel-coated graphene, Materials Today Proceedings, in press.
• 12 WU J.B., AGRAWAL M., BECERRIL H.A., BAO Z.N., LIU Z.F., CHEN Y.S., et al. Organic light-emitting diodes on solution-processed graphene transparent electrodes, ACS Nano 2010; 4(1), 38-43