Effect of Friction Coefficient on Diamond Retention Capabilities in Diamond Impregnated Tools

• Autorzy: Romański A. , Lachowski J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ współczynnika tarcia na własności retencyjne osnowy w narzędziowych spiekach metaliczno-diamentowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the role of friction coefficient between diamond particie and metal matrix and the effect of me-chanical properties of a matrix on its diamond retention capabilities in powder metallurgy (PM) diamond impregnated tools. Investigations were carried out by means of computer modelling techniąue using Abaąus software. In the proposed 2-D axisymmetric model, effects of varied mechanical properties on the energy of plastic deformation of the matrix during cooling to room temperaturę after hot pressing were analysed. In calculations, the diamond particie shape, mismatch between thermal expansion coefficients of the matrix and diamond were also taken into account. Potential retentive properties of the matrix were estimated by the force reąuired to puli out the diamond particie from the matrix. Obtained results have shown that potential retentive properties of the matrix strongly depend on the interactions taking place at the diamond-matrix interface. What is interesting, obtained results have proved that mechanical properties of the matrix are of secondary importance (in limited rangę), when retentive properties are considered.

PL

W artykule opisano rolę współczynnika tarcia pomiędzy diamentem a metriałem osnowy oraz wpływ własności mechanicznych osnowy na zdolność utrzymywania cząstek diamentu w osnowie (jej zdolności retencyjne) w metaliczno-diamentowych narzędziach wytwarzanych techniką metalurgii proszków. Badania zostały wykonano z wykorzystaniem technik komputerowego modelowania przy użyciu programu Abaąus. W zaproponowanym dwuwymiarowym modelu osiowosymetrycznym poddano analizie wpływ zróżnicowanych własności mechanicznych osnowy na wielkość energii jej odkształcenia plastycznego w czasie chłodzenia do temperatury otoczenia po procesie prasowania na gorąco. W obliczeniach uwzględniono także kształt cząstki diamentu oraz różnicę we współczynnikach rozszerzalności cieplnej osnowy i diamentu. Potencjalne własności retencyjne osnowy szacowano wartością siły potrzebnej do wyrwania cząstki diamentu z osnowy. Na podstawie uzyskanych wyników obliczeń stwierdzono, że własności retencyjne osnowy są silnie związane ze zjawiskami zachodzącymi na granicy faz diamentu i osnowy. Stwierdzono również, że w przypadku własności retencyjnych osnowy, jej własności mechaniczne, mają w ograniczonym zakresie drugorzędne znaczenie.

Słowa kluczowe

EN

PM diamond tools; diamond retention; computer modelling; mechanical properties

PL

narzędzia metaliczno-diamentowe; własności mechaniczne; własności retencyjne

• 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: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 4
• Strony: 1111--1118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Romański A.

autor

Lachowski J.

• University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Department of Physical and Powder

Bibliografia

• [1] J. Konstanty, Cobalt as a Matrix in Diamond Impreg-nated Tools for Stone Sawing Applications, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 2002.
• [2] D. A. Akyuz, Interface and microstructure in cobalt based diamond tools containing chromium, Ph.D. Thesis, EPFL, Lausanne, Switzerland, 1999.
• [3] J. Konstanty, Developing a better understanding of the bonding and wear mechanisms involved in using diamond impregnated tools, Proc. Interantional Workshop on Diamond Tool Production, pp. 97-106, 1999.
• [4] J. Konstanty, A. Romański, H. Frydrych, Effect of mechanical properties of the matrix on its diamond retention capacity and wear characteristics dur-ing sawing hard stone by means of diamond impregnated tools, Proc. of PM 2000 Powder Metallurgy World Congress & Exhibition, Kyoto, Japan, part 2, pp. 1629-1632, 2000.
• [5] H. Frydrych, A. Romański, J. Konstanty, The Influence of Iron Content and Powder Metallurgy Processing Route on Microstructure and Mechanical Properties of Cobalt-Iron Materials - Archives of Metallurgy 49, 4, 957 (2004).
• [6] A. Romański, J. Lachowski, H. Frydrych, Is energy of plastic deformation a good estimator of the re-tentive properties of metal matrix in diamond impregnated tools?, 2nd International Industrial Diamond Conference, Romę, Italy, pp. 1-9, 2007.
• [7] F. D. Bowden, D. Tabor, The friction and lubrica-tion of solids, The Claredon Press, Oxford, 1954.