Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Additive Manufacturing of WC-Co by Indirect Selective Laser Sintering (SLS) using High Bulk Density Powders

Gădălean Rares Vasile, Jucan Ovidiu-Darius, Chicinaş Horea, Bâlc Nicolae, Popa Catalin O.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 2

577--585

EN

Research in additive manufacturing of tungsten carbide-cobalt has intensified over the last few years due to the increasing need for products designed using topology optimisation and multiscale structures (lattice). These products result in complex shapes and contain inner structures that are challenging to produce through conventional techniques, thus involving high costs. The present work addresses this problem using a two-step approach to 3D print parts with complex shapes and internal structures by employing indirect selective laser sintering (SLS) and tungsten carbide-cobalt sintering. The paper takes further our research in this field [1] to improve the part density by using high bulk density tungsten carbide-cobalt powders. Mechanically mixing tungsten carbide-cobalt with the sacrificial binder, polyamide 12, results in a homogenous powder successfully used by the selective laser sintering process to produce green parts. By further processing, the green parts through a complete sintering cycle, an average final part density of 11.72 g/cm3 representing more than 80% of the theoretical density is achieved.

2

DEC – węgliki wzmocnione diamentem: nowy supertwardy materiał o zwiększonej odporności na zużycie

Tsybulia Iurii, Przygucki Hubert, Kasonde Maweja, Mątewski Damian

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2020

|

R. 58, nr 4

65--70

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie metody spiekania impulsowo-plazmowego (PPC) w dziedzinie spiekanych kompozytów diamentowych w warunkach termodynamicznej niestabilności diamentu do wytwarzania narzędzi przeznaczonych do cięcia i urabiania różnych kamieni. Węgliki wzmocnione diamentem (DEC – ang. Diamond Enchanced Carbide), w dalszej części tekstu nazywane skrótowo DEC, jako materiał kompozytowy zawierający 30 obj. cząstek diamentu wytworzono, stosując mieszaninę submikronową WC6Co [ wag.]. Dzięki warunkom spiekania PPC uzyskano spieki o wysokiej gęstości z silnym wiązaniem pomiędzy cząstkami diamentu a osnową węglika spiekanego. Badano wartości energii właściwej skrawania i współczynnika tarcia pozornego frezu DEC w porównaniu z podobnymi narzędziami z PCD i zwykłego węglika wolframu. Wyniki badań materiałów DEC spiekanych przez GeniCore potwierdziły dobre perspektywy rynkowe dla tych materiałów do zastosowań w cięciu i górnictwie.

EN

The paper presents the application of the pulse plasma consolidation (PPC) method in the field of diamond composites sintered under conditions of thermodynamic instability of diamond for the manufacture of tools intended for the cutting of different stones. Diamond enhanced carbides (DEC) are a composite material containing 30 vol of diamond particles and were produced using a mixture of submicron WC6Co (wt ). Due to PPC sintering conditions, dense sinters with a strong bond between the diamond particles and the sintered carbide matrix were obtained. The values of the specific cutting energy and the apparent friction coefficient of DEC cutter were investigated in comparison with the similar devices from PCD and ordinary tungsten carbide. DEC materials sintered in GeniCore confirmed the good market prospects for these materials in both cutting and mining applications.

3

DEC – diamond enhanced carbides: a new super-hard material with enhanced wear resistance

Tsybulia Iurii, Przygucki Hubert, Kasonde Maweja, Mątewski Damian

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2020

|

R. 58, nr 4

59--64

EN

The paper presents the application of the pulse plasma consolidation (PPC) method in the field of diamond composites sintered under conditions of thermodynamic instability of diamond for the manufacture of tools intended for the cutting of different stones. Diamond enhanced carbides (DEC) are a composite material containing 30 vol of diamond particles and were produced using a mixture of submicron WC6Co (wt ). Due to PPC sintering conditions, dense sinters with a strong bond between the diamond particles and the sintered carbide matrix were obtained. The values of the specific cutting energy and the apparent friction coefficient of DEC cutter were investigated in comparison with the similar devices from PCD and ordinary tungsten carbide. DEC materials sintered in GeniCore confirmed the good market prospects for these materials in both cutting and mining applications.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie metody spiekania impulsowo-plazmowego (PPC) w dziedzinie spiekanych kompozytów diamentowych w warunkach termodynamicznej niestabilności diamentu do wytwarzania narzędzi przeznaczonych do cięcia i urabiania różnych kamieni. Węgliki wzmocnione diamentem (DEC – ang. Diamond Enchanced Carbide), w dalszej części tekstu nazywane skrótowo DEC, jako materiał kompozytowy zawierający 30 obj. cząstek diamentu wytworzono, stosując mieszaninę submikronową WC6Co [ wag.]. Dzięki warunkom spiekania PPC uzyskano spieki o wysokiej gęstości z silnym wiązaniem pomiędzy cząstkami diamentu a osnową węglika spiekanego. Badano wartości energii właściwej skrawania i współczynnika tarcia pozornego frezu DEC w porównaniu z podobnymi narzędziami z PCD i zwykłego węglika wolframu. Wyniki badań materiałów DEC spiekanych przez GeniCore potwierdziły dobre perspektywy rynkowe dla tych materiałów do zastosowań w cięciu i górnictwie.

4

Effect of TaC–NbC additive on durability of WC–Co cutting edges

Siwak P., Garbiec D., Peta K.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 4

153--157

EN

The paper presents the results of studies on the influence of the addition of TaC–NbC on WC–5Co cemented carbides produced by pulse plasma sintering, and their effect on the hardness of cutting inserts and durability of cutting edges made from WC–5Co and WC–5Co–xTaC–NbC (x = 0.5, 2.5, 4.5) cemented carbides. The Vickers hardness was measured according to the PN–EN 23878:1996 standard and the durability was measured during machining using a conventional lathe where the shaft (counter-specimen) was made from 1.4541 stainless steel. The obtained results clearly show the positive effect of the addition of TaC–NbC on the hardness of cutting inserts and durability of cutting edges. The hardness increased by 5% for the WC–5Co–2.5TaC–NbC insert in comparison to pure the WC–5Co insert. The durability of the cutting edges also increased by 20% for the WC–5Co–2.5TaC–NbC insert.

PL

Węgliki spiekane są powszechnie stosowane do produkcji ostrzy skrawających oraz różnych elementów części maszyn. Jak wiadomo, podczas spiekania ziarna węglika wolframu (WC) ulegają rozrostowi, co jest zjawiskiem niepożądanym. W przypadku węglików spiekanych rozrost ziaren WC można skutecznie ograniczyć przez wprowadzenie do mikrostruktury m.in. węglika chromu (Cr3C2), węglika tantalu (TaC), węglika niobu (NbC), węglika wanadu (VC) czy węglika tytanu (TiC). Węgliki te pełnią funkcję inhibitorów wzrostu ziaren WC. Ponadto zastosowanie zaawansowanych metod metalurgii proszków, do których zalicza się metodę spiekania impulsowo- plazmowego (PPS), także przyczynia się do ograniczenia rozrostu ziaren m.in. ze względu na niższą temperaturę i krótszy czas spiekania. Metoda PPS należy do nowoczesnych metod spiekania wspomaganego polem elektrycznym (FAST). W ramach prezentowanej pracy dokonano analizy wpływu dodatku TaC–NbC w ilości 0,5; 2,5 i 4,5% mas., na twardość płytek oraz trwałość ostrzy skrawających z węglików spiekanych WC–5Co wytworzonych za pomocą metody PPS.

5

Tribological Properties of WCCo/cBNComposites Produced by Pulse Plasma Sintering

Wachowicz J., Truszkowski T., Rosiński M., Ossowski M., Skrabalak G., Cyrankowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 4

1763--1768

EN

In view of their advantageous properties (high hardness, good frictional wear resistance, chemical and thermal stability at elevated temperatures), cubic boron nitride (cBN) and tungsten carbide (WC) are commonly used for the fabrication of cutting tools. The composites were consolidated at a temperature of 1100°C under a load of 100 MPa for 10 min. The density of the thus produced material was close to the theoretical value (about 99.6%), and the hardness HV30 was about 1950. The phases identified in the composite were WC, Co, and cBN. Microstructural examinations revealed that numerous trans-crystalline fractures through the cBN particles occurred in the material. The present study is concerned with the wear of the WCCo and WCCo/cBN composites. Comparative tribological examinations were performed in a tribological tester using the ball-on-disc arrangement under the conditions of dry friction. The counterspecimens were steel and Al2 O3 balls. The tests were conducted under a unit load of 10 N. After the tests, the surface of the samples was examined to describe the wear mechanisms active in various composite materials.

6

Analiza za pomocą MES wpływu zużycia ostrza na temperaturę skrawania

Znojkiewicz N., Madajewski M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2017

|

z. 89 [295], nr 4

573--583

PL

W artykule przedstawiono analizę metodą elementów skończonych wpływu stopnia zużycia powierzchni przyłożenia na temperaturę procesu, a także model formowania wióra. Symulację prowadzono dla modelu Johnsona-Cooka. Do analizy wybrano dwie płytki skrawające. Ostrza były zamodelowane jako bryły idealnie sztywne, dlatego nie definiowano dla nich opisu zachowania materiału w zakresie występowania odkształceń plastycznych. Badanie każdego z ostrzy zostało przeprowadzone dla stanów zużycia wynoszących VBB = 0,25 mm, VBB = 0,40 mm i dla przypadku nowego ostrza. Podczas symulacji ostrza zostały poddane operacji toczenia ortogonalnego. Przedmiot obrabiany jest definiowany jako warstwa wióra powierzchni nieobrobionej oraz powierzchni obrobionej. Wszystkie wartości temperatury zostały zapisane dla czasu symulacji t = 1,0 ms. W wyniku analizy zmierzono maksymalną wartość temperatury na przedmiocie obrabianym i na ostrzu. Dodatkowo, w analizie temperatury przyjęto arbitralne punkty referencyjne dla przedmiotu obrabianego i ostrza. Zamieszczono także wyniki symulacji dla zmiennej HFL, przedstawiającej gęstość strumienia ciepła i przedstawiono rozkłady pól temperatury.

EN

This paper presents the finite element analysis of the influence of tool wear on the process temperature and on chip formation model behavior. The simulation was conducted for the Johnson--Cook constitutive model. Two cutting inserts were selected for the analysis. In the FE simulation the tool was modeled as a perfectly rigid body, therefore the stress-strain analysis was excluded from its domain. The simulations were carried out for the tool with wear VBB = 0.25 mm, VBB = 0.40 mm and for a new insert geometry. In the simulation, inserts were subjected to an orthogonal turning. The workpiece is defined as a chip layer, as well as non-machined and machined surface. All temperature values were recorded for the simulation time t = 1.0 ms. The maximum temperature values on the workpiece and the tool were measured. In addition, arbitrary reference points for the workpiece and cutting edge were taken into account in the temperature analysis. The simulation results of variable heat flux (HFL) density distribution and the distribution of temperature fields are also presented.

7

Wear analysis of cemented carbide during turning of cast iron considering economical machining speed

Znojkiewicz N., Korzeniewski D., Wiciak M.

Archives of Mechanical Technology and Materials

|

2017

|

Vol. 37

27--34

EN

The purpose of this paper is to find economical machining speed during turning of grooves for piston rings with various feeds. In the first part of the paper, literature analysis concerning durability of cutting tools is presented. Next, the wear of cemented carbide cutting tools during turning of cast iron is researched. The research has been done for seven cutting tools. During conducted turning trials, angular speed has been altered from n=530rev/min to n=710rev/min and feeds from f=0.007mm/rev to f=0.105mm/rev. On the basis of Taylor’s equation, which relates cutting speed to tool life, the economical cutting speed is established with the application of two various methods.

8

Analysis of improvements in technologicalproperties of WC-Co tool materials fabricated by sparkplasmasintering

Siwak P., Peta K., Garbiec D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 75, nr 2

61--65

EN

Purpose: The technological properties of WC-Co tool materials fabricated by spark plasma sintering has been investigated. Design/methodology/approach: The technological properties has been investigated using instrumented indentation and a Vickers tip indenter with an applied load of 300 mN. SEM and LM methods were used to characterize the microstructure. Findings: The best results of nanohardness (2144 HV0.031), elastic modulus (673 GPa), susceptibility to brittle cracking (0.60 μm/N) and work cracking (0.09 μJ) were obtained by compacts spark plasma sintered for a holding time of 3 min and at a heating rate of 300°C/min from a WC-6Co premixed powder with a particle size of 100-200 nm. Practical implications: The nanohardness, elastic modulus, susceptibility to brittle cracking and work cracking have been studied. Originality/value: Investigations of the role of holding time and heating rate in the spark plasma sintering process of WC-6Co tool materials revealed that nanohardness, elastic modulus and susceptibility to brittle cracking increase with a decreasing holding time and heating rate in contrast to work cracking which decreased.

9

The wear-resistant evaluation of dental milling cutters based on cemented carbides

Klimecka-Tatar D.

Zeszyty Naukowe. Quality. Production. Improvement

|

2014

|

No. 1 (1)

99--110

EN

This work presents the evaluation of wear resistance of milling cutters. The subjects of this chapter were the milling tools commonly used in dental laboratory. Based on the results it was found, that the milling cutter during the cutting operation can easily become the destruction, resulting in the mass loss and in the first 10 hours of milling cutters work with high efficiency. It is suggested that after 10 hours of milling work, in order to ensure high standards of materials processing, milling cutters should be replaced by new one.

10

Właściwości tribologiczne węglików spiekanych w glebowej masie ściernej

Napiórkowski J., Ligier K., Pękalski G.

Tribologia

|

2014

|

nr 2

123--134

PL

W pracy przedstawiono badania intensywności zużycia węglików spiekanych B26 i G10 w zróżnicowanych warunkach glebowych metodą wirującej misy. Intensywność zużycia porównywano ze stalą Hardox 500. Określono właściwości tribologiczne badanych materiałów takie, jak twardość, strukturę i skład chemiczny. Badania wykonano z wykorzystaniem trzech rodzajów glebowej masy ściernej. Intensywność zużywania węglików okazała się, zależnie od rodzaju masy ściernej, od 4 do 12 razy mniejsza niż stali Hardox. Na podstawie analizy powierzchni po zużyciu stwierdzono, że w procesie zużywania węglików spiekanych można wyróżnić dwa etapy a intensywność ich przebiegu jest związana ze składem granulometrycznym masy ściernej.

EN

The paper presents the results of wear intensity tests of B26 and G10 cemented carbides conducted under different soil conditions by the spinning bowl method. Wear intensity results were compared with the data for Hardox 500 steel. The following tribological properties of the analysed materials were determined: hardness, structure, and chemical composition. Three types of abrasive soil mass were used in the tests. Depending on the type of the analysed abrasive mass, the wear intensity of the tested carbides was 4-fold to 12-fold lower than that of Hardox steel. An analysis of the surface of spent carbides revealed that the wear process comprises two distinct phases and that wear intensity is correlated with the granulometric composition of soil abrasive mass.

11

Trwałość ostrzy skrawających z kompozytów diament/WCCo w obróbce skrawaniem płyty MDF

Wachowicz J., Michalski A.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 1

10--13

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań trwałości ostrzy skrawających wykonanych z kompozytu o osnowie WC6%Co, zawierającego 30% obj. rozproszonych cząstek diamentu o gradacji 8-10 µm lub 16-20 µm. Kompozyty spiekano w urządzeniu PPS (ang. pulse plasma sintering), opracowanym na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej, w temperaturze 1050 °C, w czasie 5 min i przy ciśnieniu prasowania wynoszącym 100 MPa i 120 MPa, w zależności od wielkości cząstek diamentu. Otrzymane spieki posiadały gęstość zbliżoną do teoretycznej (powyżej 99% GT) oraz twardość HK1 na poziomie ok. 2000. Badania trwałości, w procesie skrawania materiału MDF o gęstości 720-750 kg/m3, wykazały ponad ośmiokrotny wzrost trwałości ostrzy wykonanych z kompozytu WC6%Co z diamentem 16-20 µm w porównaniu do ostrzy wykonanych z handlowego węglika spiekanego HM.

EN

The paper presents the results of durability tests of cutting blades made of composites containing WC6%Co and 30 vol.% of diamond particles of 8-10 µm or 16-20 µm in size. The composites were sintered by using the PPS method (Pulse Plasma Sintering), which has been developed at the Faculty of Materials Science and Engineering at the Warsaw University of Technology. The sintering process was conducted for 10 minutes at a temperature of 1050 °C under a pressure of 100 MPa or 120 MPa, depending on the size of diamond particles. The composites had a density close to the theoretical one (more than 99% TD) and a hardness HK1 of 2000. Cutting tests were carried out on MDF with a density of 720-750 kg/m3. Blades of composite material: WC6%Co with the 16-20 µm diamond showed the lifetime more than eight times longer when compared to the HM cemented carbide blades.

12

Polycrystalline diamond tool's wear during machining of cemented carbides produced by laser cladding

Kieruj P., Przestacki D.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2014

|

Vol. 38, nr 4

61--70

EN

This paper presents the analysis of tool’s flank wear, and surface roughness generated during turning of chromium-carbides based on chrome-nickel alloy. The influence of cutting speed and feed per revolution on the investigated quantities was presented. The TPGN110304F cutting inserts made of polycrystalline diamond (KD100) were applied in the research. Tool’s flank wear VBc was measured on the microscope. The surface profiler Hommel Tester T500 was applied to the measurements of surface roughness (Ra parameter). The machinability valuation of sintered carbide was the primary objective of the research. It was proved, that the chromium-carbides are difficult to cut materials, therefore, the application of polycrystalline diamond (PCD) tool is justified.

PL

W pracy przedstawiono analizę wyników badań procesu toczenia wałka z węglika chromu o osnowie niklowo-chromowej. Określono wpływ posuwu oraz prędkości skrawania na zużycia ostrza i chropowatość powierzchni. Stosowano płytki wymienne TPGN110304F z narożem z polikrystalicznego diamentu (KD100). Pomiar szerokości powierzchni starcia na powierzchni przyłożenia VBc prowadzono za pomocą mikroskopu świetlnego. Do pomiaru chropowatości powierzchni – parametru Ra użyto profilografometru Hommel Tester T500 z oprogramowaniem TURBO DATAWIN. Celem prowadzonych badań procesu toczenia wałka z warstwą wierzchnią z węglików spiekanych napawanych laserowo było ustalenie ich skrawalności, w zależności od przyjętego kryterium. Stwierdzono, że węglik chromu jest materiałem trudno skrawalnym. Zastosowanie ostrzy z polikrystalicznego diamentu jest uzasadnione.

13

Development of lapping tools for mirror-like surface processing of cemented carbide die

Soe Y. H., Tanabe I., Iyama T., Nishiyama S.

Journal of Machine Engineering

|

2012

|

Vol. 12, No. 1

66--75

EN

Recently, cemented carbide dies are used for many industrial products, due to their high stiffness and long life. Electric discharge machining is conventionally used and then, hand lapping is finally undergoes for mirror-like finishing of these products. In privious research, a simple lapping system for only plane surfaces of cemented carbide die was developed. In this study, several lapping tools for lapping of side, edge and corner were developed and evaluated by experiments. The system consists of a lapping tool, lapping vessel and conventional NC milling machine. The lapping vessel is placed on the table of the NC machine and the lapping tool is fitted with the spindle of the NC machine. Cemented carbide work piece is sunk and fitted in the lapping slurry and lapping processing is taken using the developed tools. Each lapping tool consists of a coil spring for supplying lapping pressure and the NC program was made possible to move the lapping head to contact and leave the work surface regularly for catching new grains and dressing. These lapping tools were finally evaluated by experiments. It is concluded from the results that the developed lapping tools were capable of lapping side, edge and corner of the cemented carbide work pieces for mirror-like surface finishing.

14

The computer simulation of internal stresses of tool gradient materials reinforced with the WC-Co

Dobrzański L., Kwaśny W., Dołżańska B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2012

|

Vol. 57, nr 1

38-44

EN

Purpose: The general topic of this paper is the computer simulation with the use of finite element method for determining the internal stresses in tool gradient materials WC-Co obtained in the powder metallurgy process in different temperatures of 1400°C + HIP and 1460°C + HIP. Design/methodology/approach: The following research studies have been carried out a new group of sintered tool gradient materials, tungsten carbide with cobalt matrix, modeling of stresses was performed used of finite elements method in ANSYS environment, and the experimental values of stresses were determined basing on the X-ray diffraction patterns. Findings: The developed model of the tool consists of four layers with different contents of tungsten carbide and the concentration of cobalt by using the finite element method allows to simulate the impact of sintering temperature on the stress occurring in the material. On the basis of the model, it was found that by properly controlled treatment technology, able to induce compressive stresses in the surface layer of material, thus increasing the resistance of the material on the formation and propagation of cracks. Research limitations/implications: It was confirmed that using of finite element method can be a way for Computer simulation of stresses, strains and displacements of the fabricated gradient material depending on the sintering temperature. Results reached in this way are satisfying and in slight degree differ from results reached by experimental method. However for achieving better calculation accuracy in further researches it should be developed given model which was presented in this paper. Originality/value: The obtained results show the possibility to manufacture TGMs on the basis of different portions of cobalt reinforced with hard ceramics particles in order. The computer simulation is based on the finite element method, which allows to better understand the interdependence between parameters of process and choosing optimal solution.

15

Struktura i właściwości wielowarstwowych powłok wytwarzanych w procesach PVD-Arc

Blinkov V., Vołchinskij A., Michalski J., Betiuk M., Nakonieczny A., Podstażonok O.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 2

57-63

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań powłok wielowarstwowych otrzymywanych metodą PVD-Arc. Analizowano wpływ: prądu łuku i polaryzacji katodowej podłoża (bias) na strukturę powłok TiAlN/ZrNbN/CrN. Syntezę powłok prowadzono na płytce z węglika spiekanego (94% at WC i 6% At Co), strumienie plazmy otrzymywano z trzech źródeł łukowych z katodami Ti-Al, Zr-Nb, Cr w atmosferze N2. Skład chemiczny i fazowy oraz budowę strukturalną powłok charakteryzowano w badaniach XRD, SEM, EDS. Właściwości fizykochemiczne określono parametrami H, E, HE H3/E2. Właściwości eksploatacyjne powłok, określane przez współczynnik trwałości Ktr, określono w znormalizowanym teście skrawania żeliwa na sucho. W wybranych wariantach technologicznych uzyskano powłoki o budowie nanostrukturalnej z wysokim współczynnikiem trwałości Ktr = 5,5.

EN

Results of structure and properties investigations of multilayer coatings deposited with PVD-Arc method are presented. Influence of PVD-Arc process parameters such as: arc current, cathodic polarization of base material (bias) on structure of TiAl N/Zr Nb N/Cr N type coatings have been analyzed. Coatings were synthesized on the cemented carbide plate (94% at WC i 6% At Co), plasma streams were obtained from three arcs with Ti-Al, Zr-Nb, Cr cathodes in N2 atmosphere. Chemical and faze contents and also structure of coatings have been investigated by XRD, SEM, EDS methods. Phosicochemical properties have been described by H, E, HE H3/E2 parameters. Wear resistant parameter Ktr have been determined by machine cutting of dry cast iron standard test. Nano-structured coatings with high value of wear resistant parameter Ktr 5,5 have been obtained with chosen technological options.

16

Kompozyty na bazie węglika wolframu z nietoksyczną osnową Fe-Mn

Siemaszko D., Rosiński M., Michalski A., Rakowski M.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 4

368-373

PL

Węglik wolframu charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia, dużą twardością, dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym oraz stabilnością chemiczną w podwyższonych temperaturach. Duża twardość węglika oraz związana z nią wysoka odporność na zużycie ścierne predysponują go jako doskonały materiał do wytwarzania narzędzi skrawających. Niestety istotną wadą narzędzi z litego węglika wolframu jest ich duża kruchość, którą można ograniczyć poprzez zastosowanie metalicznej osnowy. Najbardziej rozpowszechnionym materiałem wykorzystywanym jako osnowa, już od 1927 roku, jest kobalt. Jednakże, zasoby naturalne kobaltu kurczą się, jednocześnie jego cena jest wysoka i ulega dużym wahaniom na rynkach międzynarodowych. Dodatkowo zarówno kobalt, jak i drugi najczęściej stosowany materiał na osnowę - nikiel są silnymi alergenami oraz mogą mieć działanie rakotwórcze. Z uwagi na fakt, że węglik wolframu jest obecnie najpowszechniej stosowanym związkiem wysokotopliwym, pilnym problemem staje się opracowanie alternatywnego materiału na osnowę w kompozytach WC. Materiałem takim mogą być stopy żelazo-mangan. Charakteryzują się one podobnymi właściwościami jak kobalt. Jednocześnie zaletami stopów Fe-Mn jest ich niższa cena oraz fakt, że nie wykazują właściwości szkodliwych dla zdrowia człowieka. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki prób zastąpienia osnowy kobaltowej osnową na bazie stopu żelazo- mangan.

EN

Tungsten carbides is known for high melting point, high hardness, good thermal and electric conduction and chemical stability at high temperature. In order to limit brittleness which is the most important disadvantage of this material some metal is add to composites with tungsten carbides. Usually it is cobalt or sometimes it is nickel. Both of them are not good for health because many people run a risk of very strong allergic action during a contact with skin and perhaps cobalt increase a risk of lung's cancer. Additionally a price of cobalt is very high and world reserves is not enough. One of the most interesting material for binder are Fe-Mn alloys. They are not toxic or allergic, they are chip and they have similar properties to cobalt, like: melting temperature, crystal structure and phase transformation on cooling. Fe-Mn alloys have also properties of the damping capacity what could be very important in a cutting tools. In this work tungsten carbides was sintering with a Fe-Mn binder. Firstly iron and manganese powders were milled in a planetary mil. The manganese content of the binder amounted to 13.5% wt. Next WC with 6 and 20% wt. Fe-Mn binder were mixing in a turbula blender for 5 hours. WC-Fe/Mn were sintered using Pulse Plasma Sintering method. In this method the heating is effect of repeated high-current discharges generated by discharging a 300 µF capacitor. Samples were sintered at 1150°C by 1, 5 and 10 min in a vacuum of 5•10-2 Pa under a load of 60 MPa. The density of sintered samples are increasing with increasing the sintering time from 90% TD after 1 min to 94% TD after 10 min sintering. Hardness of the specimens are very high for the composites with 6% binder and it averages 2800 HV10 after 5 and 10 min, after 1 min it is a little bit lower (2570 HV10). Hardness of the composites with 20% binder are not depend on sintering time and it average about 1800 HV10. SEM study shows that the average grain size of tungsten carbides is about 500 nm what confirm that PPS method is useful to consolidation sub-micron materials. SEM study shows also that the composites with 20% have another microstructure close to edge and in the center. In the center we observed big particles of iron and smaller particles of manganese but close to the specimens edge we observed only manganese particles. Thickness of this layer increase from 0.6 mm after 1 min sintering to about 1 mm after 10 min. It is probably effect of higher temperature in this area during the sintering.

17

Metoda impulsowo-plazmowego spiekania: podstawy i zastosowanie

Michalski A., Rosiński M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 1

7-11

PL

Artykuł dotyczy spiekania proszków metodą Impulsowo-Plazmową (PPS) opracowaną na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej. W metodzie PPS, w odróżnieniu od znanych metod spiekania wykorzystujących impulsowe źródła energii dla nagrzewania spiekanego materiału, wykorzystuje się silnoprądowe impulsy otrzymywane z rozładowania baterii kondensatorów. Zastosowanie kondensatorów jako źródła energii elektrycznej umożliwia otrzymanie periodycznie powtarzanych impulsów prądu o czasie trwania kilkuset mikrosekund i natężeniu setek kiloamper. W pierwszej części pracy omówiono metodę PPS oraz mechanizm spiekania silno- prądowymi impulsami. W drugiej podano przykłady zastosowania metody PPS do spiekania: nanokrystalicznych materiałów, kompozytów metaliczno- -ceramicznych, takich jak WC/diament, miedź/diament oraz reaktywnego spiekania trudnotopliwych ceramik z proszków elementarnych.

EN

The paper concerns producing sintered materials by Pulse Plasma Sintering method (PPS), developed at the Faculty of Materials Science and Engineer- ing, Warsaw University of Technology. Unlike other electric-pulses applied sintering methods, the PPS method employs pulse high-current electric dis- charges generated by discharging a battery of capacitors. The use of capaci- tors as the source of energy permits generating periodic current pulses, with a duration of several hundred microseconds with intensity of hundred kA. The PPS technique and sintering mechanism are discussed in the first part of article. In further part of a paper are described applications of the PPS method in the field of nanomaterials, metal/ceramic composites - WC/dia- mond, Cu/diamond and reactive sintering processes with the participation of the elementary powders.

18

Mikronierówność powierzchni obrobionej stopu Inconel 718 po procesie toczenia

Szablewski P., Kawalec M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją

|

2005

|

Nr 2

93-102

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu posuwu na różne parametry charakteryzujące mikronierówność powierzchni obrobionej po toczeniu wzdłużnym. Obrabiano na sucho trudno skrawalny superstop żarowy trzy maty Inconel 718 płytkami ostrzowymi z węglików spiekanych gatunku IC3028 z powłokami przeciwzużyciowymj oraz płytkami z ceramiki narzędziowej typu SiAlON. Stwierdzono zwiększającą się niestabilność parametrów mikrorrierówności (Ra, Rz, Ri. Sm) ze zmianami posuwu ostrza oraz ich coraz większe odstępstwa od wartości teoretycznych wynikających z odwzorowania kinematyczno-geometrycznego ostrzy w materiale.