Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zirconium alloyed tungsten borides synthesized by spark plasma sintering

Grabiec Dariusz, Wiśniewska Maria, Psiuk Rafał, Denis Piotr, Levintant-Zayonts Neonila, Leshchynsky Volf, Rubach Rafał, Mościcki Tomasz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 1

617--631

EN

Tungsten borides (WBx; x = 2.5 or 4.5) with an increasing substitution of tungsten by zirconium from 0 to 24 at.% were synthesized by spark plasma sintering (SPS) for the first time. The influence of the holding time (2.5–30 min) on the densification behavior, microstructure evolution and development of the properties of W–Zr–B compounds were studied. The samples were characterized using scanning electron microscopy (SEM) for microstructure analysis, X-ray diffraction (XRD) for phase identification, Vickers micro-indentation for microhardness measurements, tribological tests to determine the coefficient of friction and specific wear rate, as well as measurements of electrical conductivity. The XRD results confirm the presence of the WB4 phase in the microstructure, despite the high sintering temperature (1800 °C) and small overstoichiometric excess of boron (4.5) addition in the sintered samples. This is caused by the high heating rate (400 °C/min), short holding time (2.5 min) and addition of zirconium. The Vickers hardness (HV) values measured at 1 N are 24.8 ± 2.0 and 26.6 ± 1.8 GPa for 24 at.% zirconium in WB2.5 and for 0 at.% zirconium in WB4.5, respectively. In addition, the hardest sample (W0.76Zr0.24B2.5) showed electrical conductivity up to 3.961·106 S/m, which is similar to WC–Co cemented carbides. The friction and wear test results reveal the formation of a boron-based film which seems to play the role of a solid lubricant.

2

Metalurgia proszków w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycznej

Garbiec Dariusz, Leshchynsky Volf, Wiśniewski Tomasz, Rubach Rafał, Wiśniewska Maria

Obróbka Plastyczna Metali

|

2019

|

T. 30, nr 3

189--200

PL

W artykule przedstawiono metody metalurgii proszków wykorzystywane do wykonywania wyrobów z proszków metalicznych i ceramicznych w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycznej. Do wytwarzania zaawansowanych materiałów metalicznych, ceramicznych oraz kompozytowych zastosowano nowoczesną metodę spiekania iskrowo-plazmowego z wykorzystaniem urządzenia SPS HP D 25-3. Urządzenie to pozwala na realizację procesów spiekania w temperaturze do 2200°C z jednoczesnym prasowaniem z siłą do 250 kN w próżni, atmosferze azotu, argonu lub wodoru. Z kolei do wykonywania wyrobów z proszków na bazie żelaza stosowana jest konwencjonalna metoda prasowania jednoosiowego na zimno i następującego po nim spiekania swobodnego w atmosferze azotowo-wodorowej zdysocjowanego amoniaku z wykorzystaniem gniazda badawczo-doświadczalnego GSMP-75 wyposażonego w piec wgłębny retortowy PSF-12/75. Maksymalna temperatura spiekania wynosi 1200°C. Ponadto omówiono przykładowe prace naukowo-badawcze zrealizowane w ramach zarówno projektów międzynarodowych finansowanych z 7 PR UE oraz Horyzontu 2020, jak i projektów krajowych realizowanych we współpracy z przemysłem. Zaprezentowano wybrane wyniki badań dotyczące kompozytowych sektorów tnących stosowanych w piłach do cięcia kamieni, kompozytowych elektrod nasadkowych stosowanych w zrobotyzowanych stanowiskach zgrzewania punktowego oraz płytek skrawających wykonanych z węglików spiekanych stosowanych w obróbce mechanicznej metali. Poza tym wskazano gałęzie przemysłu, na potrzeby których ŁUKASIEWICZ – INOP wykonuje prace naukowo-badawcze oraz realizuje wdrożenia. Zaprezentowano także ofertę współpracy dla przemysłu.

EN

The article presents the powder metallurgy methods used to make products from metallic and ceramic powders in the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute. To produce advanced metallic, ceramic and composite materials, the method of spark plasma sintering employing an SPS HP D 25-3 was used. This device allows sintering processes to be performed at temperatures up to 2200°C with simultaneous compaction with a force of up to 250 kN in vacuum, and in a nitrogen, argon or hydrogen atmosphere. On the other hand, to make products from iron-based powders, the conventional method of cold uniaxial pressing and subsequent free sintering in a nitrogen-hydrogen atmosphere of dissociated ammonia employing a GSMP-75 research and testing socket equipped with a PSF-12/75 retort furnace is used. The maximum sintering temperature is 1200°C. In addition, examples of scientific and research work carried out as part of international projects financed from EU FP7 and Horizon 2020, as well as national projects executed in cooperation with industry are discussed. Selected research results concerning composite cutting sectors used in saws for cutting stones, composite cap electrodes used in robotic spot welding stations and cutting inserts made of cemented carbides used in metal machining were presented. In addition, the branches of industry were identified for which the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute performs scientific and research works and executes implementations. A cooperation offer for industry was also presented.

3

Badania tribologiczne i biotribologiczne w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Obróbki Plastycznej

Wiśniewski Tomasz, Sulej-Chojnacka Joanna, Leshchynsky Volf, Lijewski Marcin, Łapaj Łukasz

Obróbka Plastyczna Metali

|

2019

|

T. 30, nr 3

247--272

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań, które są efektem realizowanych w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycznej zarówno projektów krajowych, jak i międzynarodowych, dotyczących tematyki tribologicznej oraz biotribologicznej. Przedstawiono wyniki badań, których efektem jest opracowanie nowej generacji narzędzi kuźniczych (zaprojektowanie narzędzi do kucia na zimno z odpowiednio przygotowaną powierzchnią roboczą i opracowanie nowych wielowarstwowych, nanostrukturalnych powłok gradientowych) oraz rozwiązanie problemu wczesnego zużywania się części pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Dla elementów trących pracujących w wysokiej temperaturze opracowano rozwiązanie, które znalazło praktyczne zastosowanie w przemyśle w zakresie poprawy technologii smarowania. Opracowanie technologii wprowadzenia cząstek smarów stałych na powierzchnie współpracujących tribologicznie części pracujących w podwyższonych temperaturach stało się niezwykle istotne dla wielu gałęzi przemysłu, które spotykają się na co dzień z problemami wczesnego zużywania elementów współpracujących. W drugiej części pracy skupiono się na problemach biotribologicznych, gdzie głównym wyzwaniem jest wydłużenie trwałości endoprotez stawu biodrowego. W związku z tym prowadzono prace związane z dokładnym poznaniem procesu zużywania się endoprotez. Bardzo ważną kwestię stanowi również badanie właściwości tribologicznych nowych materiałów przeznaczonych na elementy endoprotez. Badania prowadzono na specjalnie do tego celu zaprojektowanym i zbudowanym symulatorze stawu biodrowego, który spełnia wymogi normy ISO.

EN

This paper presents the results of research, which are the effect of national and international projects carried out at the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute, concerning both tribological and biotribological topics. The research results, the effect of which is the development of a new generation of forging tools (the design of cold forging tools with a properly prepared work surface and the development of new multilayered, nanostructured gradient coatings) and the solution to the problem of early wear of the parts working in difficult conditions are presented. For friction elements operating at high temperature, a solution has been developed that has found practical applications in the industry in the field of improving lubrication technology. The development of the technology of introducing solid lubricant particles onto the surfaces of tribologically cooperating parts operating at elevated temperatures has become extremely important for many industries that daily face problems with the early wear of cooperating elements. The second part of the work focuses on biotribological problems and the main challenge is to extend the durability of hip joint endoprostheses. In connection with this, work was carried out to thoroughly understand the process of endoprosthesis wear. Examination of the tribological properties of new materials intended for elements of endoprostheses is also a very important issue. The research was conducted on a specially designed and built hip joint simulator, which meets the requirements of the ISO standard.