The Tribological Properties of High Speed Steel based Composites

• Autorzy: Madej M.

Warianty tytułu

PL

Własności tribologiczne kompozytów na osnowie stali szybkotnącej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Attempts have been madę to describe the influence of the production process parameters and additions of powders, such as: copper, graphite, iron and tungsten carbide, on tribological properties of copper infiltrated HSS based composites. The powder compositions used to produce skeletons for further infiltration were M3/2, M3/2+20%Fe, M3/2+50%Fe M3/2+7.5%Cu and M3/2+0,3%C The powders were cold pressed at 800 MPa. The infiltration process was carried out in vacuum. Both green compacts and preforms sintered for 60 minutes at 1150°C in vacuum were contact infiltrated with copper to yield finał densities exceeding 97% of the theoretical value. The as-infiltrated composites were tested for Brinell hardness and bending strength, and subjected to wear tests performed by block-on-ring wear tester. From the analysis of the obtained results it has been found that the mechanical properties are mainly affected by the manufacturing route and composition of porous skeletons used for infiltration. Considerable differences in hardness between materials obtained from the two infiltration routes have been observed, with lower wear rates achieved after direct infiltration of green compacts.

PL

Kompozyty na osnowie stali szybkotnących to materiały odznaczające się dużą odpornością na zużycie cierne, wynikającą przede wszystkim z odporności na zużycie cierne stali szybkotnącej tworzącej osnowę kompozytów. Poszukiwanie sposobu obniżenia kosztów wytwarzania stali szybkotnących oraz kompozytów na osnowie stali szybkotnącej polega na zastosowaniu procesu infiltracji do wytwarzania kompozytów na osnowie stali szybkotnącej z dodatkiem miedzi, gdzie jako porowate kształtki do infiltracji stosowane są wypraski lub spieki ze stali szybkotnącej lub stali szybkotnącej z dodatkami. Przedstawiono wyniki badań w zakresie badania odporności na zużycie cierne i współczynnika tarcia infiltrowanych kompozytów na osnowie stali szybkotnącej. Materiał badawczy stanowiły kształtki ze stali szybkotnącej gatunku M3/2 i M3/2+20%Fe, M3/2+50%Fe, M3/2+7,5%Cu, M3/2+0,3%C. Porowate kształtki przeznaczone do infiltracji prasowano pod ciśnieniem 800 MPa, część z nich poddano spiekaniu w piecu próżniowym w temperaturze 1150°C przez 60 minut. Następnie porowate kształtki infiltrowano miedzią, metodą nakładkową w piecu próżniowym w temperaturze 1150°C przez 15 minut. Badania odporności na zużycie cierne oraz współczynnika tarcia przeprowadzono testerem T-05. Testy prowadzono przy ruchu postępowym w styku ślizgowym suchym, bez udziału środków smarujących. Techniką infiltracji miedzi do porowatych wyprasek i spieków ze stali szybkotnącej M3/2 oraz stali szybkotnącej M3 z dodatkami stopowymi można uzyskać kompozyty o gęstości zbliżonej do gęstości teoretycznej, sięgającej 97,0%. Własności otrzymanych kompozytów zależą od zastosowanych dodatków stopowych oraz od technologii ich wytwarzania. Odporność na zużycie cierne jest charakteryzowana przez ubytek masy poszczególnych kompozytów. Analizując wyniki testu można stwierdzić, że poza kompozytami M3/2+7,5%Cu i M3/2+0,3%C większą odpornością na zużycie cierne charakteryzują się infiltrowane wypraski. Dodatek 20% lub 50% żelaza nie powoduje obniżenia odporności na zużycie cierne infiltrowanych wyprasek w określonych warunkach procesu tarcia.

Słowa kluczowe

EN

high-speed steel; composites; infiltration; wear rate; friction coefficient

PL

stal szybkotnąca; kompozyty; infiltracja; szybkość zużywania; współczynnik tarcia

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 1
• Strony: 61--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Madej M.

• AGH Uniyersity of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza Av., Poland

Bibliografia

• [1] G. Greetham, Development and performance on in-filtrated and non-infiltrated valve seat insert materials and their performance. Powder Metallurgy 3, 2, 112-114 (1990).
• [2] Rodrigo H. Plama, Tempering response of copper alloy-infiltrated Tl5 high-speed steel, The International Journal of Powder Metallurgy 37, 5, 29-35 (2001).
• [3] C. S. Wright, The production and application of PM high-speed steels. Powder Metallurgy 3, 937-944 (1994).
• [4] J. Leżański, Infiltracja cieczy w porowatych materiałach. Metalurgia i Odlewnictwo 1988, nr 118.
• [5] J. M. Torralba, G. Cambronero, J. M. Ruiz-Pietro, M. M das Neves: Sinterability study of PM M2 and T15 HSS reinforced with tungsten and titanium carbides 36, 55-66 (1993).
• [6] M. Madej, J. Leżański, Copper infiltrated high speed steel based composites, Archives of Metallurgy and Materials 50, 4, 871-877 (2005).
• [7] M. Madej, J. Leżański, The structure and proper-ties of copper infiltrated HSS based, Archives of Metallurgy and Materials 53, 3, 839-845 (2008).