Modelowanie stanu naprężeń i odkształceń w spiekanych materiałach narzędziowych metaliczno-diamentowych

• Autorzy: Romański A. , Lachowski J.

Warianty tytułu

EN

Computer modelling of the stress and strain field in the PM diamond impregnated tools

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań modelowych stanu naprężeń i odkształceń w osnowie wokół nieobciążonej cząstki diamentu. Symulacje komputerowe przygotowano z wykorzystaniem programu Abaqus. W zaprezentowanym modelu uwzględniono wpływ własności mechanicznych osnowy, kształtu cząstki diamentu na pole naprężeń i odkształceń osnowy. W obliczeniach przyjęto, że materiał w temperaturze prasowania na gorąco został zagęszczony do gęstości teoretycznej a następnie ochłodzony do temperatury otoczenia. Takie założenie pozwoliło na prześledzenie zmian energii odkształcenia plastycznego i sprężystego ze zmianą temperatury, wynikające z różnicy współczynników rozszerzalności cieplnej diamentu i materiału osnowy. W dalszej części pracy podjęto próbę ustalenia zależności pomiędzy energią odkształcenia plastycznego osnowy a jej własnościami retencyjnymi.

EN

The effective use of diamond impregnated tools is strongly depended on the retentive properties of the metal matrix, which must hold diamond grits firmly. The diamond retentive capability is a complex property, affected by many factors, such as: shape of diamond grits, chemical interactions or mechanical and chemical properties of the matrix. Due to mismatch between thermal expansion coefficients of the matrix and diamond, the stress/strain field is generated in the matrix at diamond surroundings, which also plays a major role when retentive properties are considered. This paper describes the results obtained from numerical analysis of stress and strain field generated in the matrix around unloaded diamond particle using the Abaqus 6.6 software. The effect of mechanical properties of the matrix and diamond particle’s shape on the stress and strain field were considered. In the proposed 2-D axisymmetric model it was assumed that metal-diamond composite was fully densified during hot pressing and then cooled to room temperature. This assumption allows to check the effect of mismatch between thermal expansion coefficients of the matrix and diamond on the recoverable strain energy and energy dissipated by plastic deformation vs. temperature. Finally, it was attempted to find any relationship between energy of plastic deformation of the matrix and its retentive capabilities.

Słowa kluczowe

PL

narzędzia metaliczno-diamentowe; retencja; badania modelowe; spieki narzędziowe

EN

PM diamond tools; retention; computer modelling; PM tools

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 52, nr 7
• Strony: 402--410
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr., rys., tab.

Twórcy

autor

Romański A.

autor

Lachowski J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Cobalt Facts at Cobalt Development Institute web site www.thecdi.com.
• 2. Clark I. E., Kamphuis B. J.: Cobalite HDR — a new preal-loyed matrix powder for diamond construction tools. Industrial Diamond Review, 2002, nr 3, s. 177÷182.
• 3. Kamphuis B. J., Serneels A.: Cobalt and nickel free bond powder for diamond tools: Cobalite CNF. Industrial Diamond Review, 2004, nr 1, s. 26÷32.
• 4. Keen® a new concept in prealloyed powders — Industrial Diamond Review, 2005, nr 3, s. 45÷47.
• 5. Romanski A., Lachowski J., Konstanty J.: Diamond retention capacity — evaluation of stress field generated in a matrix by a diamond crystal, Industrial Diamond Review, 2006, nr 3, s. 43÷45.
• 6. Konstanty J., Romanski J., Frydrych H.: Effect of mechanical properties of the matrix on its diamond retention capacity and wear characteristics during sawing hard stone by means of diamond im-pregnated tools, Proc. of PM 2000 Powder Metallurgy World Congress & Exhibition, Kyoto, Japan, 2000, cz. 2, s. 1629÷1632.