Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania spiekanych materiałów Fe-Ni-C z dodatkiem 8 % brązu wykonanych z mielonych proszków

Romański A., Tokarski T.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 5

224--232

PL

Głównym celem pracy były badania spiekanych materiałów Fe+12%Ni+0,6%C+8%CuSn20 otrzymanych z proszków poddanych mieleniu w młynie kulowym przez 8 i 120 godz. Metodą prasowania na zimno w sztywnej matrycy pod ciśnieniem 400 MPa wykonano wypraski, które spiekano w dylatometrze Netzsch 402E w temperaturze 850, 900 i 950 °C w atmosferze przepływającej mieszaniny gazów 95%N2-5%H2. Nagrzewanie i chłodzenie realizowane było z prędkością 10 K/min, a czas izotermicznego wygrzewania wynosił 1 godz. Uzyskane spieki poddano badaniom gęstości, twardości oraz mikrostrukturalnym. Na podstawie otrzymanych danych stwierdzono, że materiał uzyskany z proszku mielonego przez 120 godz. bardzo dobrze się spieka już w temperaturze 850 °C i charakteryzuje się drobnoziarnistą mikrostrukturą o małej niejednorodności składu chemicznego. Natomiast proszek mielony przez 8 godz. nie jest podatny na spiekanie w badanym zakresie temperatury.

EN

The main objective of this paper was to study the sintered Fe+12%Ni+0.6%C+8%CuSn20 materials obtained from ballmilled powders for 8 and 120 hours. The cold compacted at 450 MPa samples were sintered in the Netzsch 402E dilatometer at 850, 900 and 950 °C in a 95%N2/5%H2 atmosphere. The heating and cooling rate were 10K/min; specimens were hold at the temperature for one hour. The as-sintered specimens were subjected to density and hardness measurements as well as to microstructural evaluations. The obtained results show that the powder milled for 120 hours has excellent sintering behaviour and despite sintering temperature, sintered material shows homogenous and very fine-grained microstructure. Due to the low sinterability of the ball-milled powder for 8 hours, in order to achieve the near-free pore microstructure, it is necessary to increase sintering temperature above 950 °C.

2

Ball-milled Fe-Ni and Fe-Mn Matrix Powders For Sintered Diamond Tools

Romanski A., Konstanty J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

189--193

EN

The work presents the possibility of substitution of expensive, Co-WC powders, that have been traditionally used in the production of sintered diamond tools, with cheap iron-base counterparts manufactured by ball milling. It has been shown that ball-milled Fe-Ni and Fe-Mn powders can be consolidated to a virtually pore-free condition by hot pressing at 900°C. The as-consolidated materials are characterised by high hardness, bending strength and resistance to 3-body abrasion.

PL

W pracy przedstawiono] wyniki badań nad możliwością zastąpienia proszków Co-WC powszechnie stosowanych do pro- dukcji spiekanych materiałów narzędziowych, tańszymi proszkami na bazie żelaza, otrzymanymi metodą mielenia w młynie kulowym. Stwierdzono, że spieki otrzymane z proszków Fe-Ni oraz Fe-Mn, które prasowano na gorąco w temperaturze 900°C. charakteryzują się małą porowatością, wysoką twardością i wytrzymałością na zginanie oraz dużą odpornością na zużycie ścierne w obecności 3 ciał.

3

Modelowanie własności materiałów stosowanych na osnowy w narzędziach metaliczno-diamentowych

Lachowski J., Borowiecka-Jamrozek J.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 10

931--940, CD

PL

W pracy przedstawiono modelowanie właściwości materiałów, używanych jako osnowy dla narzędzi metaliczno-diamentowych. Trzy materiały zostały wytworzone metodą metalurgii proszków z kombinacji proszków kobaltu (Co Extrafine), żelaza korbonylkowego (Fe CN) i wolframu (WP30). Zastosowano prasowanie na gorąco do produkcji materiałów. Próbę rozciągania i pomiar twardości wykonano dla próbek materiałów. Istotną właściwością materiału osnowy jest retencja, czyli utrzymywanie cząstek diamentu przez otaczającą osnowę podczas pracy narzędzia metalicznodiamentowego. Retencja silnie zależy od mechanicznych właściwości osnowy. Mechaniczne pola wokół cząstki diamentu w osnowie były otrzymane przez symulacje komputerowe. Obliczenia przeprowadzono dla powierzchniowej cząstki po prasowaniu na gorąco i następnie obciążonej siłą zewnętrzną. Analiza właściwości mechanicznych osnowy została przeprowadzona metodą elementów skończonych z wykorzystaniem programu Abaqus. Przyjęto, że retencja cząstki diamentu jest zależna od sprężystej i plastycznej energii odkształcenia osnowy. Przeprowadzono analizę wydobycia, produkcji i cen kobaltu w latach 2000-2012.

EN

The paper presents modelling mechanical properties of materials used as matrices in metallicdiamond tools. Three powder metallurgy materials were manufactured by the hot press process from combinations of cobalt (Co Extrafine), carbonyl iron (Fe CN) and tungsten (WP30) powders. The specimens of the materials were tested for tensile properties and hardness. The effective use of metallic-diamond tools strongly depends on mechanical properties of the matrix, which has to hold the diamond grits firmly. The mechanical fields around a diamond particle in a matrix were been obtained by computer simulations. Computer simulations were performed for the protruding diamond particle after hot pressing and after loading with an external force. The mechanical fields generated in the matrix were calculated using the Abaqus software. It was assumed diamond retention in a matrix can be associated with the amount of the elastic and plastic deformation energy. The analysis of dynamics of mining, production and prices of cobalt was performed during 2000-2012 years.

4

Engineering structure and properties of materials used as a matrix in diamond impregnated tools

Borowiecka-Jamrozek J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

5-8

EN

The paper presents mechanical properties of materials used as matrices in diamond impregnated tools. Several powder metallurgy materials were manufactured by the hot press process from various combinations of cobalt (Co SMS, Co Extrafine, Co 400mesh), carbonyl iron (Fe CN) and tungsten (WP30) powders. After consolidation the specimens were tested for density, hardness and tensile properties. The fracture surfaces and materials' microstructure were observed using the Jeol JSM- 5400 scanning electron microscope and the Leica DM4000 light microscope. The main objective of the work was to determine the effects of the mean particle size of cobalt as well as additions of iron and tungsten on properties of the as-consolidated material.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych materiałów stosowanych na osnowy narzędzi metaliczno-diamentowych. Badano spieki wykonane metodą prasowania na gorąco z proszków: kobaltu (Co SMS, Co Extrafine, Co 400mesh), zelaza karbonylkowego (Fe CN) i wolframu (WP30). Badania obejmowały: pomiar gęstości, twardości i statyczną próbę rozciągania. Dokonano również obserwacji mikrostruktury przy użyciu świetlnego mikroskopu Leica DM4000 i przełomów przy zastosowaniu elektronowego mikroskopu skanningowego Jeol JSM-5400. Badania prowadzono w celu okreslenia wpływu wielkości cząstek proszku kobaltu oraz dodatku wolframu i żelazana własności otrzymanych spieków.

5

Factors affecting diamond retention in powder metallurgy diamond tools

Romański A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 4

1073-1081

EN

This paper describes the effects of principle factors which have an influence on potential diamond retention capabilities in powder metallurgy diamond tools. Investigations were carried out using a 3-D computer model of diamond particle embedded in a metallic matrix. The proposed model assumed that the material was fully densified by the hot pressing technique and then cooled down to room temperature. The energies of plastic and elastic deformation of the matrix around the diamond grit as well as recoverable strain energy accumulated in the grit on cooling were calculated. The effects of Young's modulus and yield strength of the matrix as well as friction between diamond and matrix on these energies were analysed. The obtained results have shown that a matrix characterised by high yield strength ensures better diamond retention capacity whereas high Young's modulus of the matrix and its chemical affinity to carbon, which increases friction at the diamond-matrix interface seem to have lower importance.

PL

W pracy przedstawiono analizę wpływu podstawowych czynników mających wpływ na własności retencyjne materiału osnowy w narzędziowych spiekach metaliczno-diamentowych. Badania wykonano z zastosowaniem modeli 3-D cząstki diamentu osadzonej w osnowie. W zaproponowanym modelu założono, że materiał został zagęszczony do gęstości teoretycznej w wyniku prasowania na gorąco i następnie ochłodzony do temperatury otoczenia. Dla temperatury otoczenia obliczano całkowitą energię odkształcenia oraz energię odkształcenia plastycznego materiału osnowy wokół diamentu oraz energię odkształcenia sprężystego cząstki diamentu. Analizie poddano wpływ modułu Younga i granicy plastyczności osnowy oraz współczynnika tarcia pomiędzy cząstką diamentu i osnową na te energie. W wyniku analizy otrzymanych rezultatów badań modelowych stwierdzono, że materiał osnowy odznaczający się większą granicą plastyczności zapewnia wyższe własności retencyjne osnowy. Natomiast większy moduł Younga oraz zwiększenie współczynnika tarcia, np. poprzez zastosowanie osnowy odznaczającej się powinowactwem chemicznym do węgla mają z punktu widzenia retencji diamentu mniejsze znaczenie.

6

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

Romański A., Lachowski J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 4

1111-1118

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.

7

Modelowanie stanu naprężeń i odkształceń w spiekanych materiałach narzędziowych metaliczno-diamentowych

Romański A., Lachowski J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2007

|

R. 52, nr 7

402-410

PL

Przedstawiono wyniki badań modelowych stanu naprężeń i odkształceń w osnowie wokół nieobciążonej cząstki diamentu. Symulacje komputerowe przygotowano z wykorzystaniem programu Abaqus. W zaprezentowanym modelu uwzględniono wpływ własności mechanicznych osnowy, kształtu cząstki diamentu na pole naprężeń i odkształceń osnowy. W obliczeniach przyjęto, że materiał w temperaturze prasowania na gorąco został zagęszczony do gęstości teoretycznej a następnie ochłodzony do temperatury otoczenia. Takie założenie pozwoliło na prześledzenie zmian energii odkształcenia plastycznego i sprężystego ze zmianą temperatury, wynikające z różnicy współczynników rozszerzalności cieplnej diamentu i materiału osnowy. W dalszej części pracy podjęto próbę ustalenia zależności pomiędzy energią odkształcenia plastycznego osnowy a jej własnościami retencyjnymi.

EN

The effective use of diamond impregnated tools is strongly depended on the retentive properties of the metal matrix, which must hold diamond grits firmly. The diamond retentive capability is a complex property, affected by many factors, such as: shape of diamond grits, chemical interactions or mechanical and chemical properties of the matrix. Due to mismatch between thermal expansion coefficients of the matrix and diamond, the stress/strain field is generated in the matrix at diamond surroundings, which also plays a major role when retentive properties are considered. This paper describes the results obtained from numerical analysis of stress and strain field generated in the matrix around unloaded diamond particle using the Abaqus 6.6 software. The effect of mechanical properties of the matrix and diamond particle’s shape on the stress and strain field were considered. In the proposed 2-D axisymmetric model it was assumed that metal-diamond composite was fully densified during hot pressing and then cooled to room temperature. This assumption allows to check the effect of mismatch between thermal expansion coefficients of the matrix and diamond on the recoverable strain energy and energy dissipated by plastic deformation vs. temperature. Finally, it was attempted to find any relationship between energy of plastic deformation of the matrix and its retentive capabilities.

8

Analiza stanu naprężeń wokół cząstki diamentu w spiekach narzędziowych metaliczno-diamentowych

Romański A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2007

|

R. 52, nr 12

915-921

PL

W artykule omówiono rolę tarcia pomiędzy diamentem a osnową kobaltową na podstawie analizy stanu naprężeń osnowy wokół nieobciążonej cząstki diamentu. Analizę stanu naprężeń wykonano metodą komputerowego modelowania wykorzystując program Abaqus. W celu uproszczenia modelu 2-D przyjęto kulisty kształt cząstki diamentu umieszczonej w osnowie kobaltowej. Założono, że w temperaturze prasowania na gorąco materiał narzędziowy ulega zagęszczeniu do gęstości teoretycznej, a następnie ochłodzony do temperatury otoczenia. Takie założenie umożliwiło analizę naprężeń powstałych w osnowie wokół cząstki diamentu w wyniku dużej różnicy współczynników rozszerzalności cieplnej diamentu i kobaltu. Otrzymane rezultaty pozwalają na stwierdzenie, że zdolność utrzymywania cząstek diamentu przez metaliczną osnowę jest silnie uzależniona od wartości współczynnika tarcia pomiędzy diamentem a materiałem osnowy.

EN

In the present work the effect of friction coefficient between diamond and cobalt matrix on stress field generated around diamond particle is analyses. Investigation were carried out by means of computer modelling technique using Abaqus software. In order to simplify the 2-D axysimmetric model, it was assumed that diamond particle has spherical shape and itis embedded in cobalt matrix. It was also assumed that metal-diamond composite was fully densified during hot pressingand then cooled to room temperature. This assumption has allowed to check the effectof mismatch between thermalexpansion coefficients of the diamond and cobalt matrix. The obtained results has indicated that potential retentive properties ofthe matrix strongly depends on friction coefficient between diamond and metal matrix.