Analysis of surface layer of Fe40Al sintered with addition of nano- Al2O3 oxide ceramics after electrical discharge machining

• Autorzy: Durejko T. , Ziętala M. , Łazińska M.

Warianty tytułu

PL

Analiza stanu warstwy wierzchniej spieków Fe40Al z dodatkiem nanoceramiki tlenkowej Al2O3 po obróbce elektroerozyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of the parameters of wire electrical discharge machining on the surface layer of Fe40Al based sinters with Al2O3 nanoceramics has been studied. The properties of the sinters surface layer were controlled by electric discharge machining roughing and finishing with 0.25 mm wire, where the operating conditions were: time of interval (tp) and amplitude of current (IA). On the basis of the load capacity curve, parameters describing the investigated sinters against abrasive wear were estimated. Changes in the materials microstructure in the sinters surface layer were also defined. Analysis of the sinters surface texture (ST) exhibited a slight influence of the kind of treatment (roughing, finishing). The smallest values of roughness were obtained for a current value of IA = 40 A for 100 μs long intervals, after finishing treatment (Ra = 1.46 μm) and roughing treatment (Ra = 1.68 μm). The treatment parameters influence the condition of the treated surface. The parameters of the load capacity curve are also influenced by the discharge machining technological parameters. Final treatment improves theoretical abrasive wear (Rpk). The Rpk parameter values decrease with an IA current decrease. The best resistance to abrasive wear (Rpk = 2.4 μm) was found for sinters after finishing treatment with a 100 μs long interval (tp) and current of IA = 40 A. The sinters microstructure after discharge machining does not exhibit significant changes. The width of the layer exhibiting changes is just a few micrometers and is independent of the operating parameters.

PL

W pracy przeanalizowano wpływ parametrów obróbki elektroerozyjnej na stan warstwy wierzchniej spieków na osnowie fazy Fe40Al domieszkowanych nanoceramiką Al.2O3. Strukturę geometryczną powierzchni (SGP) uzyskanych spieków kształtowano za pomocą zgrubnej i wykańczającej obróbki elektroerozyjnej drutem o średnicy 0,25 mm, sterując czasem przerwy tp oraz amplitudą natężenia prądu IA. Na podstawie krzywej nośności wyznaczono parametry charakteryzujące badane spieki pod względem odporności na zużycie ścierne. W celu określenia zmian strukturalnych warstwy wierzchniej po cięciu elektroerozyjnym przeprowadzono badania mikroskopowe przygotowanych zgładów metalograficznych. Analiza SGP spieków wykazała nieznaczny wpływ rodzaju zastosowanej obróbki (zgrubna, wykańczająca). Najmniejszą wartość chropowatości powierzchni po obróbce wykańczającej (Ra = 1,46 μm) w porównaniu do powierzchni po obróbce zgrubnej (Ra = 1,68 μm) uzyskano dla natężenia prądu IA = 40 A z czasem trwania przerwy między impulsami tp równym 100 μs. Wraz ze wzrostem natężenia prądu IA odnotowano wzrost chropowatość powierzchni. Zredukowane parametry nośności zmieniają się w zależności od przyjętych parametrów obróbki elektroerozyjnej. Przeprowadzenie obróbki wykańczającej poprawia odporność powierzchni na zużycie ścierne (Rpk). Wartość parametru Rpk maleje wraz ze zmniejszeniem natężenia prądu IA. Największą odporność powierzchni na zużycie ścierne (Rpk = 2,4 μm) odnotowano dla spieku po obróbce wykańczającej z czasem przerwy tp = 100 μs i natężeniem prądu IA = 40 A. Mikrostruktura spieków po obróbce elektroerozyjnej nie wykazuje znaczących zmian. Niezależnie od parametrów obróbki szerokość zmienionej warstwy wynosi kilka mikrometrów.

Słowa kluczowe

EN

FeAl with nano-Al2O3 composite sinters; wire electrical discharge machining (WEDM); surface texture (ST)

PL

spieki kompozytowe FeAl z nano-Al2O3; obróbka elektroerozyjna; struktura geometryczna powierzchni SGP

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 11, nr 3
• Strony: 258--263
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Durejko T.

autor

Ziętala M.

autor

Łazińska M.

• Military University of Technology, Department of Chemistry and New Technologies, Department of Advanced Materials and Technologies, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• [1] Bojar Z., Przetakiewicz W., Metallic materials with intermetallic phases, Warszawa 2006.
• [2] Moris D.G., Possibilities for high-temperature strengthening in iron aluminides, Intermetallics 1998, 6, 753-758.
• [3] Garcia Oca C., Munoz-Morris M.A., Morris D.G., High temperature structural coarsening of an ODS FeAl, Intermetallic 2003, 11, 425-434.
• [4] Durejko T., Zarański Z., Sulej S., Constitution of surface layer of FeAl+Al2O3 sinters by electric discharge micromachining, Kompozyty (Composites) 2008, 8, 2, 190-194.
• [5] Patejuk A., Durejko T., Influence of reinforcing phase on abrasive wear of FeAl-Al2O3 composites, Przegląd Mechaniczny 2005, 3.
• [6] Khanra A.K., Patra S., Godkhindi M.M., Electrical discharge machining studies on e reactive sintered FeAl, Bull. Mater. Sci. 2006, 29, 3.
• [7] Tomasik J., Biało D., Application of curve of carrier participation parameters to porous surfaces description, Mechanik 2003, 1, 26-28.
• [8] Oczoś K.E., Liubimov V., Surface geometry, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2003.
• [9] Adamczak S., Surface geometry metrology. Outlines of shape, waviness and roughness, WNT, Warszawa 2008.
• [10] Strąk A., Structural stability of Fe40Al based sinters with addition of alumina nanoceramics, Masters' thesis WAT, Warszawa 2010.
• [11] ISO 13565-1: 1996 Geometrical product specification (GPS) - Surface texture: Profile method - Surface having stratified functional properties.