Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Supertwarde warstwy węglowe i azotku boru na płytkach narzędziowych Al2O3-Mo

Biesiada K., Kostecki M., Olszyna A.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

248-253

PL

W pracy zbadano wpływ supertwardych warstw ceramicznych (węglowych i azotku boru), nanoszonych metodą plazmy impulsowej na płytki skrawające wykonane z kompozytów warstwowych NCD (c-BN)/Al2O3/Al2O3+x%obj.Mo), na właściwości skrawnościowe tak syntetyzowanych płytek narzędziowych. Podłoża kompozytu warstwowego otrzymywano metodą odlewania folii. Maksymalne zagęszczenie spieków (96%), a także maksymalną wytrzymałość na zginanie (819 MPa) oraz współczynnik intensywności naprężeń (7,75 MPam(1/2)) uzyskano dla kompozytu warstwowego Al2O3/Al2O3+14% obj.Mo. Proces nanoszenia supertwardych warstw prowadzony był jedynie na nakładkach skrawających, wykonanych z tego kompozytu. Skład fazowy nanoszonych powłok badano metodą Ramana. Nanoszone warstwy węglowe identyfikowano jako nanokrystaliczny diament (NCD) zanieczyszczony superdrobnoziarnistym grafitem, zaś warstwy azotku boru jako mieszaniną "grubokrystalicznej" fazy c-BN oraz nanokrystalicznych faz h-BN i E-BN. Przeprowadzono badania grubości powłok, a także ich chropowatości, adhezji do podłoża, współczynnika tarcia oraz twardości. Wyniki badań właściwości skrawnościowych płytek narzędziowych NCD (c-BN)/Al2O3/Al2O3+14%obj.Mo przedstawiono w postaci zużycia V(Bmax) w funkcji drogi skrawania L stopu aluminium PA16. Badania wskazały, że otrzymane w wyniku nanoszenia metodą plazmy impulsowej PACVD warstwy węglowe oraz azotku boru na płytkach narzędziowych Al2O3/Al2O3+14% obj.Mo mają dobre właściwości skrawnościowe przy obróbce stopu aluminium PA16. Dla próbki NCD/Al2O3/Al2O3+14%obj.Mo wzrost trwałości ostrza w porównaniu do płytki niepokrytej wynosi 65%, zaś dla próbki c-BN/Al2O3/AhO3+14%obj.Mo wynosi on 40%.

EN

The aim of the study was to examine how the cutting properties of tool blades are affected by super-hard ceramic (carbon and boron nitride) coatings produced by the impulse plasma method (PACVD). The cutting plates were made of layered NCD (c-BN)/Al2O3/Al2O3+x%Mo composites produced by foil casting. The highest density (96%), the greatest bending strength (819 MPa) and the highest stress intensity factor (7.75 MPam(1/2)) were obtained with the layered Al2O3/Al2O3+ +14 vol.%Mo composite, and, thus, it was only this composite which was used for further experiments with depositing the super-hard coatings. The phase composition of the coatings was examined by Raman spectroscopy. The deposited carbon layers were identified to be nanocrystalline diamond (NCD) contaminated with super-finegrained graphite, whereas the boron nitride layers appeared to be a mixture of the 'coarsegrained' c-BN phase with the nano-crystalline h-BN and E-BN phases. The thickness, roughness, adhesion to the substrate, friction coefficient and hardness of the coatings were examined. The results of examination of the cutting properties of the NCD (c-BN)/Al2O3/Al2O3+14vol.% Mo tool plates in cutting the PA16 aluminium alloy are presented as the wear V(Bmax), versus cutting path L. The results evidently show that, when tested in cutting hard aluminium alloys, the carbon and boron nitride coatings deposited on the Al2O3/Al2O3+14%Mo cutting plates by PACVD have good cutting properties. The service life of the coated plates compared to that of uncoated plates increased by 65% with the NCD coatings and by 40% with c-BN coatings.

2

Modelowanie fizyczne procesów zużycia noży z materiałów supertwardych

Feldshtein E.

Tribologia

|

2003

|

nr 5

39-50

PL

Obecnie do badań procesów tarcia są wykorzystywane testery różnych konstrukcji, symulujące warunki wzajemnych oddziaływań stykających się powierzchni elementów, poprzez wielokrotne powtarzanie styków tych samych powierzchni. Jednak w procesie skrawania zużywające się powierzchnie narzędzia w każdej chwili stykają się z coraz to nowymi powierzchniami elementu i wióra. W opracowanym przyrządzie próbka poddawana tarciu wstępuje w kontakt z powierzchnią obrabianego elementu bezpośrednio po przejściu noża tokarskiego, przy czym cykl tarcia powtarza się po kolejnym przejściu noża. Poziom naprężeń normalnych na popwierzchni styku próbki z elementem przyjmowano równym poziomowi normalnych naprężeń stykowych na powierzchni przyłożenia noża, powstających podczas skrawania i na podstawie tego określano wartość siły docisku. Ustalono, że wpływ prędkości skrawania i własności materiału próbki (noża) na przebieg procesu zużycia najbardziej przejawia się w zakresie prędkości 20-40 m/min i powyżej 100 m/min. Zmiany intensywności zużycia w miarę wzrostu prędkości skrawania są dość podobne do zmian okresów trwałości noża przy toczeniu. Intensywność zużycia wzrasta w miarę wzrostu wartości siły normalnej. W zależności od poziomu prędkości tarcia przewagę mają różne rodzaje zużycia. Przy małych prędkościach tarcia zachodzi zużycie ścierne. W zakresie prędkości 20-40 m/min zachodzi kruche wykruszenie z powierzchni tarcia cząstek o dość dużych wymiarach, przy tym intensywność wykruszania kompozytu 01 jest znacznie większa w porównaniu z kompozytem 10. W całym badanym zakresie prędkości skrawania procesowi tarcia towarzyszą zjawiska sczepiania, tj. oddziaływania adhezyjne. Najlepsze warunki do zużycia adhezyjnego odpowiadają predkościom tarcia 80-120 m/min. Przy wysokich prędkościach tarcia na powierzchniach tarcia powstają mikropęknięcia, prawdopodobnie z powodu ich przegrzania, i intensywność zużycia szybko wzrasta. Analogiczny charakter zużycia powierzchni przyłożenia noża obserwuje się podczas toczenia materiału spiekanego.

EN

Now processes of friction, as a rule, are researched using machines of friction simulating conditions of machine details surfaces interaction (multiple repetitions of contact of the same surfaces). While cutting, however, tool surfaces each moment of time are contacting with new and new surfaces of a detail and a chip. In the developed device the rubbed element comes to contact with the processed surface directly after a cutter. The device works as follows. The element 1 made out from a researched tool material was fixed on a pivot 2 which have a possibility of axial moving on roll guides 3 in a holder 4. It is locked in the case of the device 5 in self-installed ball bearings 6 and bases on tensometric trapezoidal beam 8 using a corbel 7. Force Fp is put to a pivot 2. Under action of this force the element is pressed to the surface of detail 9, therefore the force of friction arises affecting through holder 4 and corbel 7 on tensometric beam 8. The signal from tensometric sensors is fixed by a tensometric amplifier and an oscillograph. To approach conditions of friction and wear process of an element to conditions of process of cutting, directly in front of an element 1 the cutter 10 is installed which removes a layer of metal, equal to depth of cutting. Thus the surface is formed which characteristics are similar to characteristics of a contact surface of a major flank of a cutter with a detail. Normal pressure on contact surface was accepted equal to a normal tension on a major flank of the cutter, and normal force on a rubbed element was calculated. It was taken into account, that contacting surfaces are not absolutely smooth, but rough. The actual area of contact between roughness surfaces is too less of nominal and actual pressure exceeds nominal pressure essentially. Processes of friction were researched for the rubbed pairs consisting on the one hand from a material, produced on the base of a powder iron, and on another hand - from superhard materials. The sintered material contains 0,20% C, 9% Cr, the rest - iron, its residual porosity is equal 4-6%. Further it was cemented to provide hardness 55-57 HRC. Turning was performed by cutters from a composite 10 with structure similar to vurcite, and the composite 01 with cubic structure was used for comparative researches. Influence of cutting speed and properties of a tool material on wear process shows itself mostly in a range of speeds 20...40 m/mines and over 100 m/mines. Changes of rubbed elements wear process intensity while speed of cutting grows closely corresponds to changes of cutters life while turning. Intensity of wear process grows according to normal force growing. Depending on a level of friction speeds various mechanisms of wear process of contact surfaces dominate. For small speeds of friction abrasive wear process is observed. In a range of speeds 20-40 m/mines large particles breaking off on friction surfaces of significant is observed, and intensity of composite 01 breaking off is much greater than a composite 10. In all investigated range of speeds process of friction is accompanied by adhesive interaction. Its optimum conditions are observed at speeds 80-120 m/mines. At high speeds of cutting on surfaces of friction there are microcracks, probably as a result of their localized overheating and wear process is sharply intensified. Such character of contact surfaces wear is similar to character of wear of major flanks of cutters. Physical modeling of friction and the wear process, which take place while cutting, allows forecasting changes in life of cutting tools just precisely.

3

Lutowanie supertwardych materiałów narzędziowych z zastosowaniem nagrzewania wiązką elektronów

Polbol' I.L.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2003

|

R. 47, nr 5

93--98

PL

Zaawansowane supertwarde materiały (SHM - superhard materials) na bazie regularnego azotku boru (CBN - cubic boron nitride) oraz polikrystalicznego diamentu (PCD - polycrystalline diamond) stwarzają możliwości wytwarzania nowych efektywnych narzędzi. Optymalną metodą uzyskiwania połączeń SHM - podłoże jest lutowanie z zastosowaniem lutów adhezyjno-aktywnych. Badania dotyczyły wykonania połączeń SHM - stal (lub twarde stopy na bazie węglika wolframu) z zastosowaniem nagrzewania wiązką elektronów. Badano przebieg procesów chemicznych i fizycznych zachodzących podczas lutowania SHM do podłoża. Dla układu CBN-lut charakterystycznym jest aktywne oddziaływanie fizyko-chemiczne, które jest wynikiem wzajemnej dyfuzji składników fazy stałej i ciekłej oraz tworzenia się związków chemicznych na granicy podziału.

EN

Advanced superhard materials (SHM) based on cubic boron nitride (CBN) and polycrystalline diamond (PCD) have a good potential for production of new efficient tools. The most promising method of obtaining SHM-base joints is active brazing. Our investigations concerned the manufacture of SHM-steel (or tungsten carbide inserts) joints with the use of electron beam heating. It was made a study of chemical and physical processes which occured during brazing of SHM to a substrate. The SHM - filler metal system was characterised by active chemical interaction which resulted in the mutual diffusion of solid and liquid phase components and formation of chemical compounds at the interface.

4

Właściwości fizykochemiczne szkieł glinokrzemianowych przeznaczonych do narzędzi z materiałów supertwardych

Staniewicz-Brudnik B., Majewska-Albin K., Kłaput E., Pepera P., Procyk B.

Szkło i Ceramika

|

2000

|

R. 51, nr 1

4-8

PL

W pracy omówiono wyniki badań niektórych właściwości fizykochemicznych szkieł glinoborokrzemianowych przeznaczonych na spoiwa ceramiczne do narzędzi z materiałów supertwardych. Wytopiono 14 szkieł, z których 6 poddano badaniom szczegółowym, takim jak: DTA, spektroskopia w podczerwieni w zakresie podstawowym, gęstość, mikrotwardość, wytrzymałość na zginanie. Określono liniowy współczynnik rozszerzalności cieplnej podczas ogrzewania i studzenia. Przeprowadzono również badania zwilżalności do podłoży grafitowych, elektrokorundowych, borazonowych i diamentowych. Wszystkie z badanych szkieł spełniały kryteria przydatności jako spoiwa.

5

Kompozyty z regularnego azotku boru.

Benko E., Stolarz S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2000

|

R. 45, nr 3

193-197

PL

Przedstawiono krytyczną analizę zjawisk chemicznych towarzyszących spiekaniu regularnego azotku boru z udziałem domieszek modyfikujących, takich jak metale lub ich wodorki. Przedstawiono dodatkowo badania wpływu tych zjawisk na skład fazowy, morfologie i właściwości wytrzymałościowe otrzymanych kompozytów materiałów supertwardych.

EN

In the work critical analysis of the chemical phenomena taking place during sintering of cubic BN with modifying admixtures, such as metals, metal alloys and hybrides has been undertaken. Additionally studies of the influence of these phenomena on the phase composition, morphology as well as mechanical properties of the superhard materials obtained have been carried out. Studies of the cBN-metal contact layer, presented in the work, have been performed using modern techniques (TEM, SEM), in cooperation with the scientists of University of Mining and Metallurgy in Cracow. Of all materials studied composites containing titanium binding phase show the best mechanical properties. Therefore it can be concluded that in the preparation of cBN composites titanium is the best modifying admixture.