Kompozyty ze spieków węglika wolframu umacniane cząstkami regularnego azotku boru (cBN/WC-Co)

• Autorzy: Rosiński M. , Ściegienko A. , Kozioł K. , Michalski A.

Warianty tytułu

EN

Sintered carbide composites enriched witch cubic boron nitride particles (cBN/WC-Co)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Regularny azotek boru (cBN) i węglik wolframu są powszechnie wykorzystywane jako materiał do produkcji narzędzi skrawających ze względu na wysoką twardość i odporność na zużycie przez tarcie. W pracy otrzymywano kompozyt z osnową WC-Co umacnianą cząstkami cBN. Konwencjonalne metody konsolidacji WC-Co nie pozwalają, ze względu na wysoką temperaturę spiekania (1350-1500 °C), otrzymać kompozytu WC-Co bez przemiany fazy cBN w fazę hBN o niskiej twardości. Stosując metodę PPS (Pulse Plasma Sintering) otrzymano gęste spieki złożone z 30% obj. cząstek cBN o wielkości 4-8 žm i 6-12 žm w osnowie WC-6% wag. Co. Spieki konsolidowano w temperaturze 1100, 1150 i 1200°C pod ciśnieniem 100 MPa w czasie 5 min. Obserwacje mikrostruktury prowadzone na skaningowym mikroskopie elektronowym i badania składu fazowego wykazały, że podczas spiekania kompozytu nie następuje przemiana fazowa metastabilnej fazy cBN w stabilną fazę hBN. Zaobserwowano porowatość mikrostruktury w postaci niespieczonych ziaren WC w przypadku spieków kompozytowych otrzymanych w temperaturze 1100°C. Gęstość tych spieków wynosi ok. 98% gęstości teoretycznej. Gęstość kompozytów spiekanych w temperaturach 1150 i 1200°C jest zbliżona do gęstości teoretycznej.

EN

Cubic boron nitride (cBN) and cemented carbide (WC-Co) are commonly used as a cutting tools material for the sake of their high hardness and wear-resistance. In this work, a WC-Co composite consolidated with cBN particles was obtained. The cBN/WC-Co composite cannot be produced by using conventional sintering, which is conducted at temperatures between 1350 °C and 1500 °C, since cBN undergoes the transformation into hBN within this temperature range. With the PPS (Pulse Plasma Sintering) method, dense sinters consisted of the WC-6 vol. % Co matrix and 30 vol. % cBN particles with the sizes of 4-8 žm and 6-12 žm were obtained. The composites were sintered for 5 min at temperatures of 1100, 1150 and 1200 ° C under a pressure of 100 MPa. The scanning electron microscope observations of the composite microstructure and the X-ray analysis revealed no phase transformation from metastable cBN into stable hBN. Microstructural porosity was observed as non-sintered WC grains at the sintering temperature of 1100 °C. Densities of the 1150 °C and 1200 °C sinters approached the theoretical density (TD) whereas the 1100 °C sinters density reached about 98% of TD.

Słowa kluczowe

PL

PPS; regularny azotek boru CBN; kompozyt; węglik spiekany WCCo

EN

PPS; cubic boron nitride (CBN); composite; cemented carbide (WC-Co)

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 3
• Strony: 324--328
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Rosiński M.

autor

Ściegienko A.

autor

Kozioł K.

autor

Michalski A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Angseryd J., Elfwing M., Olsson E., Andrén H.: „Detailed microstructure of a cBN based cutting tool material”, Int. Journal of Refractory Metals & Hard Materials, 27, (2009), 249.
• [2] Upadhyaya G.S.: Cemented carbides production, properties and testing, Noyes Pablications, (1998).
• [3] Martinez V., Echeberria J.: „Hot isostatic pressing of cubic boron nitride-tungsten carbide/cobalt (cBN-WC/Co) composites: effect of cBN particle size and some processing parameters on their microstructure and properties”, J. Am. Ceram. Soc., 90, (2007), 415.
• [4] Shi X.L., Shao G.Q., Duan X.L., Yuan R. Zh.: „Spark plasma sintering of CBN-WC-10Co composites”, (2007), Key Engineering Materials, 336-338, (2007), 1053.
• [5] Yaman B., Mandal H.: „Spark plasma sintering of Co–WC cubic boron nitride composites”, Materials Letters, 63, (2009), 1041.
• [6] Michalski A., Rosiński M.: „Metoda Impulsowo Plazmowego Spiekania: Podstawy i zastosowanie”, Inżynieria Materiałowa, 1, (2010), 7.
• [7] Rosiński M., Michalski A., Płocińska M., Szawłowski J.: „WC/Ti composite material enriched with cBN particles produced by pulse plasma sintering (PPS)”, accepted for publication, Key Engineering Materials, February, (2010).
• [8] Michalski A., Rosiński M.: „Sintering Diamond/Cemented Carbides by the Pulse Plasma Sintering Method”, J. Am. Ceram. Soc., 91, [11], (2008), 3560.