Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The tribological properties of sinteres steel-matrix composites

Sulima Iwona, Hyjek Paweł, Malczewski Piotr

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 1

7--13

EN

The tribological properties of composite materials reinforced with titanium diboride were investigated. Abrasion resistance tests were carried out at room temperature in a ball-on-disc system. Balls with a diameter of 3.14 mm were used as the counter-samples. The effect of the TiB2 content and counter-sample material (Al2O3, Si3N4, ZrO2, AISI52100 steel) on the coefficient of friction and wear rate of the sintered composites and 316L steel was determined. After the abrasion tests the sample surfaces were examined by scanning electron microscopy. The obtained results show that the tribological properties depend on the test conditions and content of the TiB2 reinforcing phase.

PL

W pracy przedstawiono właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych wzmacnianych dwuborkiem tytanu. Badania odporności na zużycie przeprowadzono w temperaturze pokojowej w skojarzeniu kulka-tarcza. Jako przeciwpróbki użyto kulki o średnicy 3,14 mm. Określono wpływ ilości TiB2 i materiału przeciwpróbki (Al2O3, Si3N4, ZrO2, stal AISI52100) na współczynnik tarcia oraz zużycie spiekanych materiałów kompozytowych i stali 316L. Powierzchnie próbek po testach tribologicznych obserwowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Uzyskane wyniki badań wykazały, że na właściwości tribologiczne wpływają warunki badań i ilość fazy wzmacnianej TiB2.

2

Badania odporności na zużycie ścierne potencjalnych materiałów narzędziowych

Wyżga P., Laszkiewicz-Łukasik J., Jaworska L.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 2

109--112

PL

W artykule przedstawiono wyniki wysokotemperaturowych badań odporności na zużycie ścierne przeprowadzonych metodą ball-on-disc. Kompozyty o składzie 70% masowych TiN i 30% masowych TiB2 otrzymano metodą spiekania iskrą elektryczną SPS (spark plasma sintering). Proces spiekania nanoproszków prowadzono w temperaturze 2100 °C, a mikroproszków – w temperaturze 1600 °C. W obu przypadkach czas spiekania wynosił 5 min. Zmierzono wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne. Średni współczynnik tarcia w temperaturze 700 °C kompozytu TiN–TiB2 uzyskanego z nanoproszków wyniósł 0,52, a kompozytu wytworzonego z mikroproszków – 0,74. Badania składu fazowego powierzchni po testach tribologicznych potwierdziły występowanie w tych kompozytach nie tylko TiN i TiB2, lecz także faz hBN i TiO2.

EN

This paper presents results of the high temperature tribological research work using ball-on-disc method. The 70wt% TiN and 30%wt TiB2 composite samples were obtained by spark plasma sintering (SPS) method from nano- and micropowders. Sintering parameters were 2100 °C and 1600 °C respectively for nano- and micropowders, sintering duration was 5 minutes. Selected physical and mechanical properties were measured. Average friction coefficient values of the TiN/TiB2 composite material were 0.52 and 0.74 for the nanopowders and for the micropowders samples respectively. XRD surface phase tests performed after tribological tests revealed not only TiN and TiB2 content, but also hBN and TiO2 phases in samples obtained from both nano- and micropowders.

3

Influence of sintering temperature and CrB2 addition on properties of titanium diboride produced by spark plasma sintering

Sulima I., Jaworska J., Pałka P., Hyjek P., Kurtyka P.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 1

30--36

EN

The effect of a 5 vol.% chromium diboride addition on the microstructure and properties of sintered titanium diboride was investigated. The preliminary results of studies of TiB2-5CrB2 composites sintered by SPS were discussed. The density, Young's modulus and Vickers hardness of the obtained sinters were examined. Microstructural examinations were carried out by SEM. It was found that sintering TiB2 ceramics by SPS at temperatures of 2000 and 2200°C for 10 minutes is not sufficient. The results of testing the physical and mechanical properties of TiB2-5CrB2 composites have shown that the use of CrB2 may be a good way to obtain a composite material for high performance applications. The best properties were obtained by the composite materials sintered at 2200°C. The results will serve as a basis for further optimization of the SPS process for composite fabrication.

PL

W pracy zbadano wpływ dodatku dwuborku chromu w ilości 5% obj. na mikrostrukturę oraz właściwości spiekanego dwuborku tytanu. Praca przedstawia wstępne wyniki badań dotyczące spiekania kompozytów TiB2-5CrB2 metodą iskrowego spiekania plazmowego (SPS). Dla porównania wytworzono ceramikę TiB2 bez stosowania dodatków do spiekania. Proces spiekania przeprowadzono w temperaturach 2000 oraz 2200°C w czasie 10 minut. Dla otrzymanych spieków przeprowadzono badania gęstości, modułu Younga oraz twardości metodą Vickersa. Przeprowadzono również obserwacje mikrostrukturalne, stosując skaningową mikroskopię elektronową (SEM). Stwierdzono, że spiekanie ceramiki TiB2 metodą SPS w temperturach 2000 oraz 2200°C w czasie 10 min jest niewystarczające. Wyniki badań właściwości fizycznych i mechanicznych kompozytów TiB2-5CrB2 wykazały, że zastosowanie CrB2 może być dobrą drogą do otrzymania materiału kompozytowego o wysokich właściwościach. Dla kompozytów TiB2-5CrB2 spiekanych w 2200°C uzyskano najlepsze właściwości. Otrzymane wyniki będą stanowić podstawę do optymalizacji warunków procesu SPS dla kompozytów TiB2-5CrB2.

4

Influence of annealing conditions on the properties and microstructure of steel composites

Sulima I., Hyjek P., Tokarski T.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 40 no. 1

33-43

EN

Samples made of AISI 316L stainless steel reinforced with 8 vol.% TiB2 particles were prepared using the high pressure-high temperature (HP-HT) method. Next, the composites were annealed at a temperature of 1200°C for different holding times. The influence of the annealing temperature and time on the properties and microstructure of AISI316L+8% vol.TiB2 composites was investigated. The structural studies showed the formation of phases containing chromium, molybdenum and boron.

PL

Głównym celem pracy było określenie wpływu temperatury oraz czasu wyżarzania na właściwości i mikrostrukturę kompozytów umacnianych ceramiką TiB2. Proces spiekania materiałów kompozytowych o osnowie stali austenitycznej przeprowadzono przy zastosowaniu spiekania wysokociśnieniowego-wysokotemperaturowego (HP-HT). Kompozyty były wyżarzane w temperaturze 1200°C w różnych czasach. Stwierdzono, że mikrotwardość oraz odporność na ścieranie obniża się już po 30 minutach wyżarzania. Badania mikrostrukturalne wykazały powstanie dużych faz zawierających chrom, molibden oraz bor.

5

Kompozyty na osnowie Al2O3 przeznaczone na ostrza narzędzi skrawających

Broniszewski K., Zawada A., Olszyna A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

434-438

PL

W artykule opisano sposób wytwarzania i podstawowe właściwości mechaniczne kompozytów Al2O3 – x % wag. TiB2 (x = 1, 2,5, 5, 7,5, 10 i 15). Finalne zagęszczenie kompozytów przebiegało jedną z dwóch metod: spiekanie swobodne lub prasowanie na gorąco. Seria kompozytów spiekanych swobodnie charakteryzowała się niską gęstością względną. Z tego względu dalszym badaniom zostały poddane tylko kompozyty wytwarzane na drodze prasowania na gorąco. W przypadku kompozytów spiekanych pod ciśnieniem uzyskane gęstości względne nie były niższe niż 98,4 %. W pracy przedstawiono również wyniki porowatości i nasiąkliwości próbek. Kompozyty spiekane pod ciśnieniem posiadają wysoką twardością dochodzącą do 1968 HV20 w przypadku próbki Al2O3 – 10 % wag. TiB2. Wyniki modułu Younga są bardzo zbliżone do wartości teoretycznych wyliczonych z reguły mieszanin i zawierają się w przedziale od 399 GPa do 420 GPa.

EN

The article describes a way of production and basic mechanical properties of the Al2O3 – x wt.%TiB2 (x = 1, 2.5, 5, 7.5, 10 and 15) composites. Final densification was carried out by using one of two methods: natural sintering or hot pressing. A series of atmospheric pressure sintered composites showed a low relative density. Thereby only the hot pressed composites were further examined. In case of the hot pressed composites the relative density results were not lower than 98.4 %. In current work, the results of porosity and absorbability measurements are also present. The hot pressed composites have high hardness reaching 1968 HV20 for the Al2O3 – 10 wt.% TiB2 sample. The measured values of Young’s modulus are very close to theoretical values calculated from the rule of mixture, and they range from 399 GPa to 420 GPa.

6

Alumina-Ti(C,N) ceramics with TiB2 additives

Putyra P., Podsiadło M., Smuk B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2011

|

Vol. 47, nr 1

27-32

EN

Purpose: The aim of the study presented in this article is to determine the effect of TiB2 addition on the selected properties of ceramic tool materials. The effect of titanium diboride additives on the density, porosity, Young’s modulus and Vickers hardness of Al2O3-Ti(C,N) matrix ceramics was determined. Design/methodology/approach: Al2O3-Ti(C,N) ceramics with TiB2 addition were sintered by SPS method. Materials for SPS sintering were pressed in graphite die with pressure of 35 MPa. The max. pressure was obtained after 10 minutes. Sinter process was operated in nitrogen atmosphere. Density, Vickers hardness and Young’s modulus was determined for these materials. The materials were also subjected to tribological analysis. The results were compared with the properties of Al2O3-Ti(C,N) matrix material. Findings: The use of SPS-method in the production of ceramic materials is possible reduce sintering temperature and sintering time. Depending on the TiB2 additives used, the relative density values of individual materials were in the range of 94.4% to 97.7%. Young’s modulus values for these materials were in the range of 392 GPa to 414 GPa, and Vickers hardness in the range of 1966 to 2225 HV1. The results of tribological analysis showed a friction coefficient value for the matrix material of 0.51. For the other materials, the friction coefficient values were in the range 0.31 to 0.49. Practical implications: Ceramic materials with the addition of titanium diboride may be used in cutting tools. Study of the composition and production technology of such tools allows for the minimisation of the use of liquid cooling lubricants in the machining process and the achievement of higher cutting speeds. Originality/value: Titanium diboride additives were added to the structure, resulting in a reduced coefficient of friction, which was measured at between 61% and 96% of the base material coefficient.