Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparative Study of Metal-Mineral Abrasive Wear Resistance of Hardfacing Layers Produced Through Different Methods

Leszek Łatka, Karolina Płatek, Mirosław Szala, Piotr Koruba, Paweł Sokołowski, Jacek Reiner

Tribologia

|

2024

|

nr 1

89--98

EN

This article presents a comparison of the results of metal-mineral abrasion resistance investigations of hardfacing layers produced through different welding methods: (i) arc, (ii) plasma, and (iii) laser. Flux-cored wire with a metallic core (SK600-G) was used as a feedstock material. The work investigated the influence of basic hardfacing parameters on the geometry, microstructure, and correctness of making single beads . Then, full layers were made with the parameters selected for each method and abrasion resistance tests were carried out in accordance with the ASTM G65 standard. The obtained test results were analyzed for mechanical properties and microstructure of the produced padding welds. On the basis of the tests and analysis of the results, it was found that the use of methods with high energy density has a positive effect on the reduction in the coefficient of the share of the base material in the padding weld, while increasing the hardness. Comparative analysis of the resistance to metal-mineral abrasive wear showed that the resistance was approx. 25% higher for plasma layers and approx. 35% for laser layers, compared to electric arc-deposited layers.

PL

W artykule przedstawiono porównanie odporności na zużycie ścierne typu metal–minerał warstw napawanych różnymi metodami spawalniczymi: (i) łukowo, (ii) plazmowo oraz (iii) laserowo. Jako materiał dodatkowy zastosowano drut proszkowy z rdzeniem metalicznym (SK600-G). W pracy badano wpływ podstawowych parametrów napawania na geometrię, mikrostrukturę oraz poprawność wykonania pojedynczych ściegów. Następnie wykonano pełne warstwy wybranymi parametrami dla każdej z metod i przeprowadzono badania odporności na zużycie ścierne, zgodnie z normą ASTM G65. Uzyskane wyniki badań analizowano w kontekście własności mechanicznych oraz budowy mikrostrukturalnej wytworzonych napoin. Na podstawie analiz wyników badań stwierdzono, że zastosowanie metod o wysokiej gęstości energii korzystnie wpływa na redukcję współczynnika udziału materiału podłoża w napoinie, przy jednoczesnym wzroście twardości. Porównując odporność na zużycie ścierne typu metal–minerał zaobserwowano zmniejszone zużycie o ok. 25% dla napoin plazmowych oraz o ok. 35% dla napoin laserowych w porównaniu do napoin wykonanych metodą łukową.

2

The Effect of BN or SiC Addition on PEO Properties of Coatings Formed on AZ91 Magnesium Alloy

Pelczar D., Długosz Piotr, Darłak P., Szewczyk-Nykiel Aneta, Nykiel Marek, Hebda Marek

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 1

147--154

EN

Currently, due to the economic and ecological aspects, light alloys are increasingly important construction material, in particular in the transport industry. One of the popular foundry magnesium alloys is the alloy AZ91, which among others due to mechanical properties and technological features, is used, for example, for light structural parts. The paper presents the results of research on modification of the AZ91 alloy surface layer in the plasma electrolytic oxidation process. The change of usable properties of the produced coatings was obtained by introducing additions of silicon carbide or boron nitride. The thickness and hardness of the protective layers produced, resistance to scratches and corrosion resistance were determined. Moreover, the friction coefficient of the coating-steel pair was investigated. The quality of the connections made between the coating and the substrate, i.e. the magnesium alloy, was also evaluated. The results obtained for coatings with silicon carbide or boron nitride additives were always compared to the results obtained for unmodified samples. On the basis of the obtained results, it was shown that the introduction of boron nitride additive to the AZ91 alloy coating produced in the plasma electrolytic oxidation process significantly improves the resistance to: (i) corrosion and (ii) abrasive wear of the coating.

3

Narzędzia metaliczno-diamentowe o podwyższonej odporności na zużycie ścierne do szlifowania przemysłowych systemów podłogowych

Cygan-Bączek Elżbieta, Wyżga Piotr

Mechanik

|

2021

|

R. 94, nr 3

12--16

EN

This paper presents results of research on the physical, mechanical, and tribological properties of materials constituting the matrix in sintered metallic-diamond tools. The ground powders based on the Fe-Mn-Cu-Sn-C system were modified with particles of the ceramic phase: SiC, Al2O3 and consolidated using the SPS (spark plasma sintering) method to a relative density of over 98% at 850÷950°C, at a pressure of 35 MPa and time 10 min. In order to assess the performance of the test materials, the metallic-diamond segments were made. The segments were tested for resistance to abrasive wear in the process of grinding concrete surfaces. It has been shown that it is possible to obtain materials with enhanced mechanical and tribological properties for sintered metallic-diamond tools intended for grinding industrial floor systems.

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości fizycznych, mechanicznych i tribologicznych materiałów stanowiących osnowę w spiekanych narzędziach metaliczno-diamentowych. Mielone proszki na bazie mieszanki Fe-Mn-Cu-Sn-C modyfikowano cząstkami fazy ceramicznej: SiC, Al2O3 i konsolidowano metodą SPS (spark plasma sintering) do gęstości względnej powyżej 98% w temperaturze 850÷950°C, pod ciśnieniem 35 MPa i w czasie 10 min. W celu oceny właściwości użytkowych badanych materiałów wykonano segmenty metaliczno-diamentowe, które poddano badaniom odporności na zużycie ścierne w procesie szlifowania powierzchni betonowych. Wykazano, że możliwe jest otrzymanie materiałów o podwyższonych właściwościach mechanicznych i tribologicznych nadających się na spiekane narzędzia metaliczno-diamentowe przeznaczone do szlifowania przemysłowych systemów podłogowych.

4

Properties of flame spraying coatings reinforced with particles of carbon nanotubes

Czupryński A., Mele C.

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 1(67)

57--76

EN

The article presents the results of the preliminary research of tribological properties of flame sprayed nickel and aluminum coatings reinforced with carbon nanotubes made on the structural steel S235J0 substrate. The carbon material – carbon nanotubes Nanocyl NC 7000 (0.5 wt.% and 1 wt.%) was used for structural reinforcement. The properties evaluation was made by the use of optical microscopy, scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, microhardness measurements, and by means of abrasion and erosion resistance laboratory tests. The obtained results were compared with pure nickel powder coatings 2N5 (Ni 99.5%) and with pure aluminum powder coatings (EN AW 1000 series). It was proved that the flame spraying of nickel and aluminum coatings reinforced with particles carbonaceous material can be an effective alternative for other more advanced surfacing technology. The preliminary test results will be successively extended by further experiments to contribute in the near future to develop innovative technologies, that can be implemented in the aviation industry and the automotive. The presented research is a continuation of the work previously published.

5

Stosowalność kwasu borowego do wytwarzania nanokompozytów TiB2/TiC/ZrO2 r.s. metodą in situ

Moskała N., Pyda W.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 4

371--389

PL

Ocenie poddano przydatność użycia kwasu ortoborowego do wytwarzanie metodą in situ nanometrycznych wtrąceń TiB2 i TiC w tetragonalnej osnowie tlenku cyrkonu. Kwas ortoborowy, żywicę fenolowo-formaldehydowę i nanoproszek cyrkoniowy stabilizowany 2,5% mol. Y2O3 i domieszkowany 18% mol. TiO2 zastosowano do syntezy wtrąceń TiB2 i TiC w cząstkach tlenku cyrkonu, którą prowadzono w zakresie 1100-1600 °C w próżni. Tak otrzymane proszki kompozytowe zawierały nanocząstki TiB2 i TiC o rozmiarach odpowiednio 60-80 nm i 25-40 nm. Proszki kompozytowe spiekano w temperaturze 1500 °C w próżni, aby uzyskać gęste materiały kompozytowe. Szczegółowej charakterystyce poddano skład fazowy proszków i kompozytów, zmierzono rozmiar cząstek TiB2 i TiC w proszkach, określono stan zagęszczenia spieków, zbadano mikrostrukturę i wybrane właściwości kompozytów. Właściwości mechaniczne kompozytów porównano z materiałem 3Y-TZP. Zbadano wpływ temperatury syntezy in situ na skład fazowy proszków i spieków oraz na właściwości mechaniczne kompozytów, wskazując rolę jaką pełni kwas ortoborowy w kształtowaniu się tych właściwości. Otrzymano gęste kompozyty z przewagą fazy tetragonalnej w osnowie cyrkoniowej, zawierające submikronowe i w części nanometryczne wtrącenia TiB2 i TiC, które charakteryzowały się podwyższoną odpornością na zużycie ścierne.

EN

The applicability of the use of orthoboric acid to production of nanometric inclusions of TiB2 and TiC in the tetragonal zirconium oxide matrix by the in situ method was evaluated. Orthoboric acid, phenol-formaldehyde resin and zirconia nanopowder stabilized with 2.5 mol% Y2O3 and doped with 18 mol% TiO2 were used for the synthesis of TiB2 and TiC inclusions in zirconia particles, which was carried out at 1100-1600 C in vacuum. The composite powders thus obtained contained TiB2 and TiC nanoparticles with sizes of 60-80 nm and 25-40 nm, respectively. Composite powders were sintered at 1500 C under vacuum to obtain dense composite materials. The phase composition of powders and composites was characterized in detail, the particle size of TiB2 and TiC in powders was measured, the state of compacting of sinters was determined, the microstructure and selected properties of composites were examined. The mechanical properties of the composites were compared with the 3Y-TZP material. The influence of the in situ synthesis temperature on the phase composition of powders and sinters as well as the mechanical properties of composites was examined, indicating the role of orthoboric acid in the formation of these properties. Dense composites with predominance of the tetragonal phase in the zirconium matrix were obtained, containing submicron and in part nanometric inclusions of TiB2 and TiC, which were characterized by increased resistance to abrasion.

6

Effect of heat treatment parameters on abrasive wear and corrosion resistance of austenitic nodular cast iron Ni–Mn–Cu

Medyński D., Janus A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 2

515--521

EN

Influence of heat treatment parameters on abrasive wear and corrosion resistance of nodular cast iron Ni–Mn–Cu was examined. Chemical composition was selected in such a way, that austenitic matrix was obtained in raw castings (relatively good machinability). Heat treatment, consisting of soaking (450, 550, 650 °C for 4, 8, 12 h) and air cooling, led to partial transformation of austenite. At the lowest temperature, martensite was formed. Raising the temperature and prolonging the soaking time caused increase of austenite transformation degree. At the same time, a gradual change in morphology of the coniferous phase was observed in the direction of fine-acicular ferrite found in bainite or ausferrite. As a result, significant increase in hardness and wear resistance of castings was observed. The heat treatment caused slight changes in gravimetric corrosion rate. However, potentiodynamic studies indicate, that the nature of corrosion from local to uniform was changed. From the point of view of corrosion resistance, this is a very beneficial phenomenon.

7

Properties of Al2O3/TiO2 and ZrO2/CaO flame sprayed coatings

Czupryński A.

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2017

|

Nr 2 (36)

32--39

EN

The article presents the results of the study on exploitation properties of flame sprayed ceramic coatings produced by oxide ceramic material in the form of powder based on the aluminum oxide Al2O3 matrix with addition of 3% titanium oxide TiO2 and also on the zirconium oxide (ZrO2) matrix with 30% calcium oxide (CaO) on the substrate of unalloyed structural steel of S235JR grade. The buffer layer was produced by metallic powder on the base of Ni-Al-Mo. Plates with dimensions of 5x200x300 mm and also front surfaces of ø40x50 mm cylinders have been flame sprayed. The buffer coatings were produced using RotoTec 80 torch and external specific coatings were produced by CastoDyn DS 8000 torch. Investigations of coating properties were based on metallography tests, phase composition research, measurement of microhardness, coating adhesion to the substrate research, abrasive wear resistance (acc. to ASTM G65 standard) and erosion wear resistance (acc. to ASTM G76-95 standard) and thermal stroke study. The coatings were characterized by high adhesion to the substrate and also high erosion and abrasive wear resistance and the resistance for cyclic thermal stroke.

8

Odporność na zużycie ścierne natapianych i natryskanych cieplnie powłok Ni-Cr-B-Si

Kondej A.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 2

43--47

PL

Artykuł opisuje badania zużycia ściernego powłok Ni-Cr-B-Si otrzymanych w procesie natapiania w piecu próżniowym oraz natryskiwania cieplnego metodą HVOF. Badania wykonano na automatycznym stanowisku wykorzystującym metodę ball-on-disc. Uzyskane wyniki wskazują, że proces przetapiania po natryskiwaniu obniża odporność powłoki na zużycie ścierne. Najniższe zużycie otrzymano dla powłoki natryskanej i nieprzetapianej. Natomiast powłoki natryskane przetapiane wykazują podobną odporność na zużycie ścierne jak powłoki natapiane.

EN

This paper describes abrasive wear tests of the Ni-Cr-B-Si coatings obtained in surfacing in the vacuum furnace and HVOF thermal spraying processes. An automatic stand, using the ball-on-disc method, was used for this study. Studies show that remelting after thermal spraying lowers the abrasion resistance of the coating. The lowest abrasion was achieved for thermal sprayed, non-remelted coating. In contrast, the thermal sprayed, remelted coatings have similar abrasion resistance as surfaced coatings.

9

The influence of hardness of polyurethane on its abrasive wear resistance

Capanidis D.

Tribologia

|

2016

|

nr 4

29--39

EN

This paper presents the experimental determination of the effect of hardness of the polyurethane (PUR) in a form of the elastomer foam used in various parts of machines or appliances subjected to intensive abrasive wear. Such elements, among others, are static and dynamic technical seals, bumpers, shock-absorbing parts in joints of machine components, and elements of transport equipment in mining or in aggregate and mineral processing [L. 1–3]. Intensive abrasive wear also concerns parts of agricultural and construction machines, road transport, and transport packaging, as well as protective coatings, housing or shields of various machines, and equipment elements [L. 4, 5]. An increase in the abrasive wear resistance of directly determines an increase in the durability and operational reliability of machines and equipment [L. 6]. The hardness of the elastomeric polyurethane influences its physicomechanical and tribological properties [L. 7]. So far, relatively few works have focused on research into the effect of various factors, including the hardness of PUR on the tribological properties of PUR. The aim of this study is to broaden knowledge on the impact of the polyurethane hardness on its resistance to abrasive wear.

PL

W artykule przedstawiono doświadczalne określenie wpływu twardości poliuretanu (PUR) o postaci pianki elastomerowej stosowanej na różne elementy maszyn i urządzeń narażonych na intensywne zużywanie ścierne. Takimi elementami m.in. są: uszczelnienia techniczne spoczynkowe i ruchowe, odboje, części amortyzujące w połączeniach podzespołów maszyn, elementy urządzeń transportowych w przemyśle wydobywczym i przetwórczym kruszyw oraz minerałów. Na intensywne zużywanie ścierne narażone są też części maszyn rolniczych, budowlanych, środków transportu kołowego i opakowań transportowych, jak również powłoki ochronne na różnych elementach, czy też osłony i obudowy wielu innych maszyn i urządzeń. Zwiększenie odporności na zużywanie ścienne tych części bezpośrednio przekłada się na wzrost trwałości i niezawodności eksploatacyjnej maszyn i urządzeń. Twardość PUR o postaci elastomeru ma wpływ na jego własności fizykomechaniczne i właściwości użytkowe, w tym także tribologiczne. Dotychczas stosunkowo niewiele prac dotyczyło badań różnych czynników, w tym twardości PUR, mających wpływ na właściwości tribologiczne PUR. W niniejszej pracy wykazano, że wzrost twardości elastomerowych pianek PUR powoduje zwiększenie ich odporności na zużywanie ścierne.

10

Wybrane właściwości natapianej powłoki Ni-Cr-B-Si

Kondej A., Babul T., Brzozowska J.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 3

33--38

EN

Alloys of Ni-Cr-B-Si are commonly used as brazing for joining among others: stainless steel, alloy steel, heat-resistant nickel alloys. Another area of the application of these alloys is the preparation of coatings e.g., by thermal spraying with subsequent remelting. This paper describes the microstructure and the selected properties of the coating obtained by surfacing the alloy from the group of Ni-Cr-B-Cr, commercially available as the brazing metal BNi-2. Good properties of the surfaced coating result from its microstructure after crystallization. The shell phases of Ni3Si, Ni2B and CrB are formed in the coating. Hard phases import to the coating a high resistance to wear, while the nickel matrix gives it a good corrosion resistance.

PL

Stopy Ni-Cr-B-Si są powszechnie stosowane jako luty twarde, przeznaczone do łączenia m.in. stali nierdzewnych, stali stopo-wych, żaroodpornych stopów niklu. Innym obszarem ich zastosowań jest wytwarzanie powłok, np. poprzez natryskiwanie cieplne z późniejszym przetopieniem. W pracy opisano mikrostrukturę oraz wybrane właściwości powłoki otrzymanej w procesie natapiania stopu z grupy Ni-Cr-B-Si dostępnego na tynku jako lut twardy BNi-2. Dobre właściwości natapianej powłoki wynikają z jej mikrostruktury po krystalizacji. W powłoce tworzą się fazy Ni3Si, Ni2B oraz CrB. Twarde fazy nadają powłoce wysoką odporność na zużycie ścierne, natomiast niklowa osnowa dobrą odporność na korozję.

11

Odporność na zużycie ścierne powłoki Ni-Cr-B-Si natapianej na podłoże stalowe

Kondej A., Babul T.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 2

9--13

PL

Stopy Ni-Cr-B-Si ze względu na swoje właściwości znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle. Wykorzystuje się je jako spoiwo do łączenia wybranych materiałów konstrukcyjnych bądź jako materiał powłokowy modyfikujący podłoże. Dobre właściwości stopów Ni-Cr-B-Si wynikają z mikrostruktury, która jest zbudowana z osnowy niklowej i twardych wydzieleń borków. W większości stopów z tej grupy twarde fazy tworzą borki niklu i borki chromu, które umacniają plastyczną osnowę. Celem pracy było zbadanie wybranych właściwości powłoki Ni-Cr-B-Si. Wykonano badania mikrostruktury, pomiary twardości oraz badania odporności na zużycie ścierne. Wyniki wykazały wysoką twardość powłoki oraz dobrą odporność na zużycie ścierne.

EN

Due to their properties, Ni-Cr-B-Si alloys are widely used in industry. They are used as a filler metal bonding the selected constructional materials, or as a coating material modifying a substrate. Good properties of Ni-Cr-B-Si alloys are due to their microstructure consisting of a nickel matrix and hard precipitates of borides. In most alloys of this group, hard phases are made of nickel and chromium borides that reinforce a plastic matrix. The purpose of this study was to investigate the selected properties of the Ni-Cr-B-Si coating. The investigation of microstructure, the hardness measurements and the tests of resistance to abrasive wear were carried out. The investigation results demonstrated the high coating hardness and good abrasive wear resistance.

12

Testing of flame sprayed Al2O3 matrix coatings containing TiO2

Czupryński A., Górka J., Adamiak M., Tomiczek B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1363--1370

EN

The paper presents the results of the properties of flame sprayed ceramic coatings using oxide ceramic materials coating of a powdered aluininiuni oxide (Al2O3) matrix with 3% titanium oxide (TiO2) applied to unalloyed S235JR grade structural steel. A primer consisting of a metallic Ni-Al-Mo based powder has been applied to plates with dimensions of 5X200X300 mm and front surfaces of ø40x50 mm cylinders. Flame spraying of primer coating was made using a RotoTec 80 torch, and an external coating was made with a CastoDyn DS 8000 torch. Evaluation of the coating properties was conducted using metallographic testing, phase composition research, measurement of microhardness, substrate coating adhesion (acc. to EN 582:1996 standard), erosion wear resistance (acc. to ASTM G76-95 standard), and abrasive wear resistance (acc. to ASTM G65 standard) and thermal impact. The testing performed has demonstrated that flame spraying with 97% Al2O3 powder containing 3% TiO2 performed in a range of parameters allows for obtaining high-quality ceramic coatings with thickness up to ca. 500 μni on a steel base. Spray coating possesses a structure consisting mainly of aluminium oxide and a small amount of NiAl10O16 and NiAl32O49 phases. The bonding primer coat sprayed with the Ni-Al-Mo powder to the steel substrate and external coating sprayed with the 97%Al2O3 powder with 3% TiO2 addition demonstrates mechanical bonding characteristics. The coating is characterized by a high adhesion to the base amounting to 6.5 MPa. Average hardness of the external coating is ca. 780 HV. The obtained coatings are characterized by high erosion and abrasive wear resistance and the resistance to effects of cyclic thermal shock.

13

Coefficient of Friction of a Brake Disc-Brake Pad Friction Couple

Orłowicz A. W., Mróz M., Wnuk G., Markowska O., Homik W., Kolbusz B

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 4

196--200

EN

The paper concerns evaluation of the coefficient of friction characterising a friction couple comprising a commercial brake disc cast of flake graphite grey iron and a typical brake pad for passenger motor car. For the applied interaction conditions, the brake pressure of 0.53 MPa and the linear velocity measured on the pad-disc trace axis equalling 15 km/h, evolution of the friction coefficient μ values were observed. It turned out that after a period of 50 minutes, temperature reached the value 270°C and got stabilised. After this time interval, the friction coefficient value also got stabilised on the level of μ = 0.38. In case of a block in its original state, stabilisation of the friction coefficient value occurred after a stage in the course of which a continuous growth of its value was observed up to the level μ = 0.41 and then a decrease to the value μ = 0.38. It can be assumed that occurrence of this stage was an effect of an initial running-in of the friction couple. In consecutive abrasion tests on the same friction couple, the friction coefficient value stabilisation occurred after the stage of a steady increase of its value. It can be stated that the stage corresponded to a secondary running-in of the friction couple. The observed stages lasted for similar periods of time and ended with reaching the stabile level of temperature of the disc-pad contact surface.

14

Wire Electrical Discharge Machining Of Feal Intermetallic Sinters Without And With Addition Of Nano-Al2O3 Oxide Ceramic

Ziętala M., Durejko T., Łazińska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2447--2456

EN

The influence of the parameters of wire electrical discharge machining (WEDM) on the surface layer of FeAl based sinters with and without Al2O3 nanoceramic addition has been studied in this paper. The properties of the sinters surface layer were controlled by WEDM parameters, including time of interval (tp) and amplitude of current (IA). The WEDM roughing and finishing treatments were carried out for selected technological parameters of process. The surface texture (ST) of the sinters after WEDM was analyzed by profilometer method. Theoretical parameters describing abrasive wear resistance of investigated sinters were estimated on the basis on the load capacity curve. On the basis on obtained results it can be stated that there is possibility of shaping geometry of nano- Al2O3 doped and undoped FeAl sinters by WEDM. Reduction of the time of interval (t p) and increase of current amplitude (IA) during WEDM deteriorate surface properties. Addition of nano- Al2O3 improve the quality of the obtained surface. Applied parameters of WEDM improve theoretical abrasive wear resistance and lubricant maintenance of the nanoceramic doped material in comparison with undoped sinter.

PL

W niniejszej pracy analizowano wpływ parametrów cięcia elektroerozyjnego (ang. WEDM – wire electrical discharge machining) na warstwę wierzchnią spieków na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl bez i z dodatkiem nanoceremiki Al2O3. Poprzez zmianę parametrów obróbki elektroerozyjnej, tj. czas przerwy (tp) i natężenie prądu (IA), sterowano właściwościami warstwy wierzchniej obrabianych spieków. Dla wybranych parametrów technologicznych procesu przeprowadzono obróbkę zgrubną i wykańczającą. Strukturę geometryczną powierzchni (SGP) spieków po obróbce elektroerozyjnej analizowano za pomocą metody profilometrycznej. Parametry charakteryzujące teoretyczną odporność na zużycie ścierne zostały oszacowane na podstawie krzywych nośności Abbotta-Firestone’a. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że istnieje możliwość kształtowania geometrii spieków FeAl bez i z dodatkiem nanoceramiki Al2O3 za pomocą obróbki elektroerozyjnej WEDM. Wraz ze skróceniem czasu przerwy i wzrostem natężenia prądu podczas obróbki wzrasta chropowatość obrabianych powierzchni, natomiast dodatek nanoceramiki poprawia jakość otrzymanych powierzchni. Zastosowane parametry obróbki WEDM poprawiły teoretyczną odporność na zużycie ścierne i zdolność do przechowywania środka smarnego powierzchni spieków domieszkowanych nanoceramiką, w porównaniu do materiału niedomieszkowanego.

15

Comprehensive Assessment of Polymeric Materials for Foundry Tooling Used in Microwave Field

Stachowicz M., Opyd B., Granat K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

335--339

EN

The paper presents a research on abrasion resistance of selected construction materials designed for foundry tooling applied in the innovative microwave heating process of moulding and core sands. One of the main selection criteria of the materials for foundry tooling, in particular for models, moulding boards, moulding boxes and core boxes, is their good abrasive wear resistance. Usability of the selected polymeric materials, designed for foundry tooling used in electromagnetic field, is decided also by other evaluation criteria determined in the examinations, like thermal resistance and electrical properties. Abrasion resistance of the selected materials was determined for three grades of the moulding sand matrixes. Combined analysis of the determined abrasion resistance, considering also electrical properties and thermal resistance of the foundry tooling materials, characterising their usability for microwave heating of moulding and core sands, will make possible their systemising with respect to effectiveness and efficiency of the heating process, taking under consideration durability of such foundry tooling to be used in industrial conditions.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań odporności na ścieranie wybranych materiałów konstrukcyjnych przeznaczonych do budowy oprzyrządowania odlewniczego przewidywanego do zastosowania w innowacyjnym procesie nagrzewania mikrofalowego mas formierskich i rdzeniowych. Jednym z głównych kryteriów doboru materiałów na elementy oprzyrządowania odlewniczego, w szczególności: modele, płyty podmodelowe, skrzynki formierskie i rdzennice, jest ich dobra odporność na zużycie ścierne. O przydatności wybranych materiałów polimerowych, przewidzianych do budowy oprzyrządowania stosowanego w polu elektromagnetycznym, decydują również, określone w badaniach, inne kryteria oceny, do których należą: odporność termiczna oraz właściwości elektryczne. Badania odporności na zużycie ścierne, wybranych materiałów oprzyrządowania, określono dla trzech różnych gatunków osnowy mas (ścierniwa). Analiza wyników oznaczenia odporności na ścieranie, powiązana z właściwościami elektrycznymi oraz odpornością termiczną materiałów oprzyrządowania, charakteryzujących ich przydatność w mikrofalowym nagrzewaniu mas formierskich i rdzeniowych, umożliwi ich usystematyzowanie pod względem skuteczności i efektywności procesu nagrzewania z jednoczesnym uwzględnieniem trwałości takiego oprzyrządowania odlewniczego dla zastosowania w warunkach przemysłowych.

16

Cast High-Manganese Steel – the Effect of Microstructure on Abrasive Wear Behaviour in Miller Test

Kalandyk B., Tęcza G., Zapała R., Sobula S.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 2

35--38

EN

The results of the modification of austenitic matrix in cast high-manganese steel containing 11÷19% Mn with additions of Cr, Ni and Ti were discussed. The introduction of carbide-forming alloying elements to this cast steel leads to the formation in matrix of stable complex carbide phases, which effectively increase the abrasive wear resistance in a mixture of SiC and water. The starting material used in tests was a cast Hadfield steel containing 11% Mn and 1.34% C. The results presented in the article show significant improvement in abrasive wear resistance and hardness owing to the structure modification with additions of Cr and Ti.

17

Selected properties of thermally sprayed oxide ceramic coatings

Czupryński A.

Advances in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, nr 3(45)

17--32

EN

The article presents the results of the study on exploitation properties of flame sprayed ceramic coatings produced by oxide ceramic material in the form of powder on the aluminum oxide Al2O3 matrix with 3% titanium oxide TiO2 addition and also on the zirconium oxide (ZrO2) matrix with 30% calcium oxide (CaO) on the substrate of unalloyed structural steel of S235JR grade. As a primer powder, metallic powder on the base of Ni-Al-Mo has been applied. Plates with dimensions of 5×200×300 mm and also front surfaces of ∅40×50 mm cylinders have been flame sprayed. Spraying of primer coating has been done using RotoTec 80 torch and external specific coating has been done with CastoDyn DS 8000 torch. Investigations of coating properties are based on metallography tests, phase composition research, measurement of microhardness, coating adhesion to the ground research (acc. to EN 582:1996 standard), abrasive wear resistance (acc. to ASTM G65 standard) and erosion wear resistance (acc. to ASTM G76-95 standard) and thermal stroke study. Performed tests have shown that the flame spraying with 97%Al2O3 powder containing 3% TiO2 and also by the powder based on zirconium oxide (ZrO2) containing 30% calcium oxide (CaO) performed in a wide range of technological parameters allow to obtain high quality ceramic coatings with thickness up to ca. 500 μm on a steel substrate. The primer coating sprayed with the Ni-Al-Mo powder to the steel substrate and external coatings sprayed has the of mechanical bonding character. The coatings are characterized by high adhesion to the substrate and also high erosion and abrasive wear resistance and the resistance for cyclic thermal stroke.

18

Initial Assessment of Abrasive Wear Resistance of Austempered Cast Iron with Vermicular Graphite

Soiński M. S., Jakubus A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1073--1076

EN

The work compares the abrasive wear resistance of cast iron containing vermicular graphite, measured in the as-cast state and after austempering carried out at 290°C, 340°C, or 390°C. Theexaminations were performed by means of the T-01M tribological tester using the pin-on-disc configuration. Specimens used for examinations were taken from the end tabs of the tensile specimens, these being cut out of the test walls of the double-leg keel block test castings. Examinations proved that the austempering process increases the abrasive wear resistance of vermicular cast iron by several times as compared with the as-cast material. A tendency for a slight decrease in abrasive wear with an increase in austempering temperature can be stated. The coefficient of friction took a little higher values for cast iron after thermal treatment than for the as-cast material. The work was completed with roughness examination by means of electron scanning microscopy.

PL

W pracy porównano odporność na ścieranie żeliwa z grafitem wermikularnym w stanie lanym oraz po hartowaniu izotermicznym przeprowadzonym w temperaturach 290°C, 340°C i 390°C. Badaniaodporności na ścieranie przeprowadzono przy użyciu zestawu trybologicznego T-01M typu trzpień-tarcza. Próbki do badań pochodziły z próbek wytrzymałościowych wyciętych ze ścianek badawczych wlewków próbnych w kształcie odwróconej litery „U”. Badania wykazały, że poddanie żeliwa wermikularnego hartowaniu izotermicznemu prowadzi do kilkukrotnego wzrostu odporności tworzywa na ścieranie w porównaniu z żeliwem w stanie lanym. Zaobserwowano niewielki spadek zużycia wraz ze wzrostem temperatury hartowania. Współczynnik tarcia dla żeliwa po obróbce cieplej przybrał nieco większe wartości aniżeli w przypadku żeliwa w stanie lanym. W ramach pracy wykonano także badania chropowatości z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej.

19

The Abrasive Wear Resistance of Chromium Cast Iron

Kopyciński D., Piasny S., Kawalec M., Madizhanova A.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 1

63--66

EN

The resistance of cast iron to abrasive wear depends on the metal abrasive hardness ratio. For example, hardness of the structural constituents of the cast iron metal matrix is lower than the hardness of ordinary silica sand. Also cementite, the basic component of unalloyed white cast iron, has hardness lower than the hardness of silica. Some resistance to the abrasive effect of the aforementioned silica sand can provide the chromium white cast iron containing in its structure a large amount of (Cr, Fe)7C3 carbides characterised by hardness higher than the hardness of the silica sand in question. In the present study, it has been anticipated that the white cast iron structure will be changed by changing the type of metal matrix and the type of carbides present in this matrix, which will greatly expand the application area of castings under the harsh operating conditions of abrasive wear. Moreover, the study compares the results of abrasive wear resistance tests performed on the examined types of cast iron. Tests of abrasive wear resistance were carried out on a Miller machine. Samples of standard dimensions were exposed to abrasion in a double to-and-fro movement, sliding against the bottom of a trough filled with an aqueous abrasive mixture containing SiC + distilled water. The obtained results of changes in the sample weight were approximated with a power curve and shown further in the study.

20

Laser-borided layer formed on Inconel 600 alloy

Kulka M., Makuch N., Dziarski P., Przestacki D.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

733--736

EN

Nickel and its alloys are known for their excellent resistance to corrosion and oxidation. Therefore, these materials are often used wherever corrosive media or high temperature are to be expected. However, under conditions of appreciable mechanical wear (adhesive or abrasive), these materials have to characterize by suitable wear protection. The diffusion boronizing is the thermochemical treatment, which improves tribological properties of nickel and its alloys. In this study, instead of diffusion process, the laser boriding was used in order to produce boride layer on Inconel 600 alloy. The external cylindrical surface of base material was coated by paste including amorphous boron. Then the surface was remelted by laser beam. TRUMPF TLF 2600 Turbo CO2 laser was used for laser alloying. The microstructure and properties of this layer were investigated. The continuous laser-borided layer was obtained at the surface. The layer was uniform in respect of the thickness. Laser remelted zone, heat affected zone and the substrate characterized the microstructure. The laser-borided layers were significantly thicker (350÷470 μm depending on the laser power used) than those obtained in case of diffusion boriding. The remelted zone was characterized by hardness of about 1100÷1900 HV. The significant increase in abrasive wear resistance of laser-borided layers was observed in comparison with pure Inconel 600 alloy.

PL

Nikiel i jego stopy są znane z bardzo dobrej odporności na korozję i utlenianie. Dlatego materiały te są stosowane często tam, gdzie spodziewane jest agresywne środowisko lub wysoka temperatura. Jednakże w warunkach znacznego zużycia mechanicznego (ściernego czy adhezyjnego) materiały te muszą się charakteryzować odpowiednią odpornością na zużycie. Borowanie dyfuzyjne jest obróbką cieplno-chemiczną, która poprawia właściwości tribologiczne niklu i jego stopów. W prezentowanej pracy zamiast procesu dyfuzyjnego zastosowano borowanie laserowe w celu wytworzenia warstwy borków na stopie Inconel 600. Zewnętrzną, walcową powierzchnię próbek pokryto pastą zawierającą bor amorficzny. Następnie powierzchnię przetapiano wiązką laserową. Do laserowego stopowania stosowano laser CO2 TRUMPF TLF 2600 Turbo. Badano mikrostrukturę i właściwości wytworzonej warstwy. Przy powierzchni powstała ciągła warstwa borowana laserowo. Otrzymana warstwa była jednorodna pod względem grubości. Mikrostruktura składała się ze strefy przetopionej laserowo, strefy wpływu ciepła oraz podłoża. Warstwy borowane laserowo były znacznie grubsze (350÷470 μm, zależnie od mocy wiązki laserowej) niż otrzymywane w przypadku borowania dyfuzyjnego. Strefa przetopiona charakteryzowała się twardością 1100÷1900 HV. Stwierdzono znaczne zwiększenie odporności na ścieranie warstwy borowanej laserowo w porównaniu z czystym stopem Inconel 600.