Badania odporności na zużycie ścierne kompozytowych powłok (stop kobalt-WC) wytworzonych metodą LENS

• Autorzy: Klimek Joanna , Dworecka-Wójcik Julita , Durejko Tomasz , Zasada Dariusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.4478

Warianty tytułu

EN

Investigations of wear resistance of composite coatings (cobalt alloy-WC) poroduced by the LENS method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powłoki metaliczne umacniane fazą wzmacniającą należą do szeroko stosowanych materiałów odpornych na zużycie. W pracy podjęto próbę wytworzenia powłok kompozytowych w układzie osnowa metaliczna (stop kobaltu) – faza wzmacniająca (węglik wolframu) stosując w tym celu technikę Laser Engineered Net Shaping (LENS). Otrzymane powłoki poddano ocenie jakości metalurgicznej (poprzez obserwacje mikroskopowe), badaniom mikrotwardości w strefie przejściowej powłoka-podłoże oraz badaniom odporności na zużycie ścierne w warunkach tarcia suchego. W tym celu wykorzystano dwie różne techniki badawcze: metodę kula-tarcza oraz badania odporności w luźnym ścierniwie. W przypadku każdej z metod zastosowano tę samą siłę docisku oraz liczbę obrotów tarczy/rolki. Przeprowadzone badania wykazały, że ubytek masy powłok poddanych badaniom odporności na zużycie w luźnym ścierniwie był znacznie większy w odniesieniu do metody kula-tarcza.

EN

Metallic coatings strengthened by the reinforcing phase are among the widely used wear-resistant materials. The work attempted to produce composite coatings in the metallic matrix system (cobalt alloy) – reinforcing phase (tungsten carbide) fabricated by the Laser Engineered Net Shaping (LENS) technique. The obtained coatings were assessed by metallurgical quality (microscopic observations), microhardness test in coating-substrate transition zone and tests of abrasive wear resistance under dry friction conditions. For this purpose, two different test methods were used: the ball-on-disc method and the rubber wheel abrasion test method. For each method, the same test parameters were used, such as force and number of disc/ roller rotations. The conducted tests showed that the weight loss of the coatings subjected to wear resistance tests in loose abrasive was much greater compared to the ball-on-disc method.

Słowa kluczowe

PL

powłoki kompozytowe; stop kobalt-WC; odporność na zużycie; kula-tarcza; badanie odporności w luźnym ścierniwie; LENS

EN

composite coatings; cobalt alloy-WC; wear resistance; ball-on-disc; rubber wheel abrasion test method; LENS

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 1-2
• Strony: 38--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Klimek Joanna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa
• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Warszawa

autor

Dworecka-Wójcik Julita

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Warszawa

autor

Durejko Tomasz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Warszawa

autor

Zasada Dariusz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Warszawa

Bibliografia

• 1. Boczkowska A.: Podstawowe informacje o kompozytach [w:] Kompozyty i techniki ich wytwarzania, Boczkowska A., Krzesiński G., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, wyd. 1, Warszawa 2016, s. 10–12.
• 2. Blicharski M.: Inżynieria materiałowa. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017, s. 418–419.
• 3. Rosiński M., Wachowicz J., Ziętala M., Michalski A.: Właściwości kompozytu WCCo spiekanego metodą PPS. „Materiały Ceramiczne” 2012, t. 64, nr 3, s. 319–323.
• 4. Rajczyk M., Stachecki B.: Współczesne materiały kompozytowe. Wybrane kierunki nowych technologii. „Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym” 2011, nr 8, s. 202–211.
• 5. Olbrycht A., Pawlik Sz.: Wpływ zawartości kobaltu na właściwości powłok WC-Co natryskiwanych naddźwiękowo. „Inżynieria Powierzchni” 2016, nr 3, s. 45–53.
• 6. Wang H., Hou Ch., Liu X., Liu X., Song X.: Wear resistance mechanisms of near-nanostructured WC-Co coatings. „International Journal of Refractory Metals & Hard Materials” 2018, 71, p. 122–128.
• 7. Wang H., Song X., Wang X., Liu X., Wang X.: Fabrication of nanostructured WC–Co coating with low decarburization. „International Journal of Refractory Metals and Hard Materials” 2015, 53, s. 92–97.
• 8. Vashishtha N., Khatirkar R., Sapate S.: Tribological behaviour of HVOF sprayed WC-12Co, WC-10Co-4Cr and Cr3C2−25NiCr coatings. „Tribology International” 2017, 105, p. 55–68.
• 9. Michalak M., Łatka L., Sokołowski P.: Porównanie właściwości mechanicznych powłok natryskiwanych plazmowo proszkowo i z zawiesin. „Przegląd Spawalnictwa” 2017, 89, nr 10, s. 56–60.
• 10. Bartkowski D., Bartkowska A.: Wear resistance in the soil of Stellite-6/WC coatings produced using laser cladding method. „International Journal of Refractory Metals and Hard Materials” 2017, 64, p. 20–26.
• 11. Ortiz A., García A., Cadenas M., Fernández M.R., Cuetos J.M.: WC particles distribution model in the cross-section of laser cladded NiCrBSi +WC coatings, for different wt% WC. „Surface & Coatings Technology” 2017, 324, p. 298–306.
• 12. Janicki D., Górka J., Czupryński A., Kwaśny W., Żuk M.: Diode laser cladding of Co-based composite coatings reinforced by spherical WC particles, Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering 2016, 101590N.
• 13. Bogdanowicz Z., Grzelak K.: Właściwości użytkowe stali zaworowych napawanych laserowo proszkiem stellitowym. „Acta Mechanica et Automatica” 2009, vol. 3, no 2, s. 10–12.
• 14. Smoleńska H., Kończewicz W., Łabanowski J.: Regeneracja zaworów silników okrętowych metodą napawania laserowego. „Przegląd Spawalnictwa” 2011, nr 9, s. 27–31.
• 15. Bartkowski D.: Kompozytowe warstwy powierzchniowe w układzie osnowa metaliczna – faza międzywęzłowa napawane laserowo na niskowęglowych stalach konstrukcyjnych. Politechnika Poznańska 2015, praca doktorska, 1-126.
• 16. Balla V., Bose S., Bandyopadhyay A.: Microstructure and wear properties of laser deposited WC–12%Co composites. „Materials Science and Engineering A” 2010, 527, p. 6677–6682.
• 17. Dizdar S., Maroli B.: Abrasive wear resistance of thermal surfacing materials for soil tillage applications. Proceedings of the International Thermal Spray Conference, 2013, p. 543–549.
• 18. Chen Ch., Guo Z., Li Sh., Xiao Y., Chai B., Liu J.: Microstructure and properties of WC-17Co cermets prepared using different processing routes. „Ceramics International” 2019, 45, p. 9203–9210.
• 19. Metco Materiały informacyjne firmy Oerlikon.
• 20. https://durmat.com/en/products/tungsten-carbide-and-its-derivatives/(dostęp 11.12.2019).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).