Charakterystyka kompozytów WCCo–cBN otrzymanych metodą PPS

• Autorzy: Zieliński R. , Wachowicz J. , Michalski A. , Oleszak D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.5.4

Warianty tytułu

EN

Characterization of WCCo–cBN composites produced by PPS

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Węglik wolframu w osnowie kobaltu jest jednym z najczęściej wykorzystywanych materiałów na narzędzia skrawające. W celu zwiększenia jego odporności na ścieranie wprowadza się rozproszone cząstki cBN, które mają kilkakrotnie większą odporność na ścieranie niż węgliki spiekane w osnowie kobaltu. W pracy przedstawiono wyniki badań otrzymywania kompozytu WC6Co–20% cBN metodą PPS (Pulse Plasma Sintering) na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej. Spieki zostały wykonane w temperaturze 1050, 1100, 1200°C, były spiekane przez 300 s, ich gęstość wynosi odpowiednio 98,2%, 100% oraz 99,7% gęstości teoretycznej. Twardość spieku o 100% gęstości teoretycznej wynosi 2197 HV5. Dyfrakcja rentgenowska wykonana dla próbki spiekanej w temperaturze 1100°C przez 300 s nie ujawnia przejścia twardej odmiany cBN w niepożądaną i miękką strukturę hBN. Zdjęcia wykonane na skaningowym mikroskopie elektronowym w próbkach otrzymanych w temperaturze 1050°C ujawniają niepełne ukształtowanie ziarna węgliku wolframu, ponadto w strukturze obserwuje się występowanie porów. Obraz mikrostruktury próbki spiekanej w 1100°C przez 180 s przedstawia dobrze ukształtowane ziarno WC, występuje porowatość. Wydłużenie czasu spiekania do 300 s korzystnie wpływa na mikrostrukturę próbki, ziarno jest dobrze ukształtowane o charakterystycznych ostrych krawędziach, z dobrym umocowaniem ziaren cBN oraz brakiem zauważalnej porowatości. Zwiększenie temperatury spiekania do 1200°C sprzyja zjawisku powierzchniowej degradacji cząstek cBN (przemianie w niepożądaną strukturę hBN).

EN

One of the most widely used cutting tool materials is a tungsten carbide cobalt. Dispersed cBN particles are introduced in order to enhance abrasion resistance of this material and in the result it achieved several times greater wear resistance than cemented carbides in the matrix cobalt. In this paper the results of WC6Co–20% cBN composite, which are produced using PPS (Pulse Plasma Sintering) method at the Department of Materials Science and Engineering Warsaw University of Technology. The samples which were sintered at 1050, 1100, 1200°C during 300 s, their densities are 98.2%, 100% and 99.7% of the theoretical density. The hardness of the sinter of 100% (GT) is 2197 HV5. The X-ray diffraction carried out for a sample of 1100°C and sintering time was not revealed that passage of hard cBN in undesirable variations and soft structure hBN. The pictures, taken with an scanning electron microscope, of samples prepared at 1050°C discloses incomplete formation of tungsten carbide grain in addition to the structure observed in the presence of pores. Figure 9d of the microstructure of the sample which was sintered under temperature 1100°C during 180s shows a well-evolved is a porosity. With extending of a sintering time to 300 s the positive effect of the microstructure of sample was observed. A grain has well formation with sharp-edged with a good fastening of cBN grains moreover a lack of porosity was notice. Increasing of the sintering temperature to 1200°C is favorable for the phenomenon of surface degradation cBN particles (transformed to the undesired structure hBN).

Słowa kluczowe

PL

PPS; CBN; węglik wolframu; WC; plazma; spiekanie

EN

PPS; CBN; tungsten carbide; WC; plasma; sintering

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 5
• Strony: 224--228
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Zieliński R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Wachowicz J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Michalski A.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Oleszak D.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Upadhyaya G. S.: Cemented carbides production. Properties and Testing. Noyes Publication, Westwood, NJ, USA (1998).
• [2] Martínez V., Echeberria J.: Hot isostatic pressing of cubic boron nitride – tungsten carbide/cobalt (cBN–WC/Co) composites: effect of cBN particle size and some processing parameters on their microstructure and properties. J. Am. Ceram. Soc. 90 (2007) 415÷424.
• [3] Wang B., Matsumaru K., Yang J., Fu Z., Ishizaki K.: The effect of cBN additions on densification, microstructure and properties of WC–Co composites by pulse electric current sintering. J. Am. Ceram. Soc. 95 (8) (2012) 2499÷2503.
• [4] Ken B.: Making hard metal even harder with dispersed CBN. Met. Powder Rep. 62 (6) (2007) 14÷17.
• [5] Shi X. L., Shao G. Q., Duan X. L., Yuan R. Zh.: Spark plasma sintering of CBN-WC-10Co composites. Key Eng. Mater. 336-338 (2007) 1053÷1055.
• [6] Yaman B., Mandal H.: Spark plasma sintering of Co–WC cubic boron nitride composites. Mater. Lett. 63 (2009) 1041÷1043.
• [7] Munir Z. A., Quach D. V.: Electric current activation of sintering: are view of the pulsed electric current sintering process. J. Am. Ceram. Soc. 94 (1) (2011) 1÷19.
• [8] Licheri R., Orrù R., Locci A. M., Cincotti A., Cao G.: Consolidation/synthesis of materials by electric current activated/assisted sintering. Mater. Sci. Eng. R 63 (2009) 127÷287.
• [9] Michalski A., Rosiński M., Płocińska M., Szawłowski J.: Synthesis and characterization of cBN/WCCo composites obtained by the pulse plasma sintering (PPS) method. Mater. Sci. Eng. 18 (2011).
• [10] Rosinski M., Michalski A.: WCCo/cBN composites produced by pulse plasma sintering method. J. Mater. Sci. 47 (2012) 7064÷7071.
• [11] Michalski A., Siemiaszko D.: Nanocrystalline cemented carbides sintered by the pulse plasma method. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 25 (2007) 153÷158.
• [12] Michalski A., Rosiński M.: Sintering diamond/cemented carbides by the pulse plasma sintering method. J. Am. Ceram. Soc. 91 (1) (2008) 3560÷3565.