Analiza obrazowa stanu zużycia ostrza z ceramiki azotkowej po skrawaniu żeliwa sferoidalnego

• Autorzy: Małecka J. , Grzesik W. , Kowalczyk D. , Kiszka P.

Warianty tytułu

EN

Image-based analysis of wear state of ceramic nitride cutting tools after machining of nodular cast iron

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań zużycia ostrzy narzędzi z ceramiki azotkowej bez powłoki i z powłoką CVD-Al2O3/TiN w skrawaniu żeliwa sferoidalnego o strukturze perlityczno-ferrytycznej, gatunku EN-GJS-500. Badania obejmowały wyznaczenie krzywych zużycia i odpowiednich trwałości ostrza oraz szczegółową identyfikację mechanizmów zużycia występujących na powierzchni natarcia i przyłożenia. Wykazano obecność różnych mechanizmów, którymi w zależności od warunków obróbki mogą być: zużycie ścierne, adhezja i zużycie chemiczne. Udowodniono większą odporność na zużycie ścierne narzędzi z ceramiki Si3N4 z nałożoną powłoką z ceramiki tlenkowej Al2O3. Do analizy zużycia zastosowano mikroskopię skaningową SEM (Electron Scanning Microscopy), technikę BSE (Back Scattering Electron) i analizę EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis).

EN

This paper presents the results of the wear of nitride ceramic tools, uncoated and coated with CVD-Al2O3/TiN layer, in the machining of pearlitic-ferritic nodular cast iron-EN-GJS-500 grade. Investigations include the tool wear curves and appropriate tool lives, as well as detailed identification of tool wear mechanisms occurring on both the rake and flank faces of the tools. The occurrence of various wear mechanisms depend on the machining conditions, e.g. abrasive wear, diffusive wear and chemical wear (chemical dissolution). Higher wear resistance of coated nitride tools with an additional oxide ceramic layer was confirmed. In particular, such techniques as SEM, BSE and EDX analysis were employed to analyse tool wear.

Słowa kluczowe

PL

żeliwo sferoidalne; skrawanie; narzędzia z ceramiki azotkowej; powłoka CVD; zużycie tribologiczne narzędzia; mikroskopia SEM; analiza EDX

EN

nodular cast iron; cutting; nitride ceramic tools; CVD coatings; tribological tool wear; SEM microscopy; EDX analysis

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 2
• Strony: 71--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Małecka J.

autor

Grzesik W.

autor

Kowalczyk D.

autor

Kiszka P.

• Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska, ul. S. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

Bibliografia

• 1. Kasina J., Wszołek J., Smuk B.: Nowe dedykowane gatunki ceramiki azotkowej. Obróbka skrawaniem, Innowacje. Szkoła Obróbki Skrawaniem 2, pod redakcją Jerzego Stósa, Kraków 2008, 167-l74.
• 2. Grzesik W.: Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych. WNT, Warszawa, 2010.
• 3. Boxman R.L., Zhitomirsky V.N., Grimberg I., Rapoport L., Goldsmith S., Weiss B.Z.: Structure and hardness of vacuum arc deposited multi-component nitride coatings of Ti, Zr and Nb. Surface and Coating Technology, 125, 2000, 257-262.
• 4. Dobrzański L.A., Pakuła D., Kopać J., Soković M.: Porównanie własności skrawnych ceramiki azotowej Si3N4 pokrywanej w procesie CVD powłokami przeciwzużyciowymi. VII Konferencia Degradacia Konstrukćnych Materialov, Terchova-Biely Potok, 2003, 168-173.
• 5. Pakuła D., Kwaśny W., Dobrzański L.A.: Porównanie wybranych własności narzędziowej ceramiki azotowej pokrywanej twardymi warstwami powierzchniowymi w procesach CVD i PVD. Materiały konferencyjne XXXI Szkoły Inżynierii Materiałowej, Kraków - Krynica 2003, 519-524.
• 6. Kopać J., Soković M.: Technika Odrezavanija. Sodobna Rezalna Orodja. University of Ljubljana, Ljubljana, 1993.
• 7. Homlberg K., Matthews A.: Coating Tribology. Properties, Techniques and Applications in Surface Engineering. Editor D. Dowson, Tribology Series, 28, 1994.
• 8. Feldshtein E., Laber A., Devojno O., Yatskievicz O.: Badania tribologiczne powłok ceramicznych. Tribologia 2/2010 (230), 23-34.
• 9. Kowalczyk D., Kiszka P., Grzesik W., Żak K: Zużycie ostrza w toczeniu żeliwa sferoidalnego ostrzami z ceramiki azotkowej i jego wpływ na przebieg procesu skrawania. Obróbka skrawaniem, Współczesne problemy. Szkoła Obróbki Skrawaniem 4, pod redakcją Bogdana Kruszyńskiego, Łódź 2010, 183-190.