Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane własności mechaniczne wyciskanych i ciągnionych kompozytów Al-SiCp otrzymanych z proszków

Nikiel Piotr, Szczepanik Stefan, Bednarczyk Piotr

Obróbka Plastyczna Metali

|

2019

|

T. 30, nr 1

7--22

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu wielkości odkształcenia na zimno, zadanego podczas ciągnienia, na własności mechaniczne kompozytów na osnowie aluminium wzmacnianego cząstkami SiC. Materiały do badań wytworzono w procesie wyciskania na gorąco wyprasek otrzymanych przez prasowanie na zimno mieszanek proszków Al i SiC. Udział objętościowy cząstek SiC wynosił 5 i 10%. Dla porównania badanych własności wytworzono także próbki tylko z proszku aluminium. Odkształcenie na zimno aluminium i wytworzonych kompozytów realizowano w procesie ciągnienia, po przetoczeniu próbek ze średnicy 18 mm na średnicę 17 mm. Ciągnienie przeprowadzono na ciągarce ławowej z zastosowaniem oczek ciągarskich o średnicach 16, 14 i 12,2 mm. Własności mechaniczne wytworzonych materiałów badano w stanie po wyciskaniu oraz po każdym przejściu w procesie ciągnienia. Granica plastyczności aluminium i kompozytów Al-SiC w stanie po wyciskaniu jest porównywalna i zawiera się w przedziale 60–66 MPa. Podobnie jest w przypadku wytrzymałości na rozciąganie tych materiałów, która wyniosła 82–94 MPa. W rezultacie zastosowanego ciągnienia wytworzonych materiałów uzyskano znaczny wzrost granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie oraz twardości, który jest zależny od wielkości odkształcenia na zimno. Granica plastyczności aluminium po ciągnieniu na średnicę 12,2 mm wzrosła z 60 do 132 MPa, a kompozytów Al-5SiC i Al-10SiC wzrosła odpowiednio z 65 do 146 MPa i z 66 do 140 MPa. Wytrzymałość na rozciąganie aluminium po ciągnieniu na najmniejszą średnicę wzrosła z 94 do 139 MPa, a kompozytów o zawartości 5% i 10% SiC wzrosła odpowiednio z 93 do 149 MPa i z 82 do 136 MPa. Wprowadzenie cząstek SiC do aluminiowej osnowy o twardości 23 HV spowodowało wzrost twardości do wartości powyżej 29 HV, a po ciągnieniu na 12,2 mm twardość wzrosła do 43 i 46 HV odpowiednio dla materiałów o zawartości 5 i 10% SiC.

EN

The effects of cold drawing on mechanical properties of Al–(5 and 10%)SiC composites, manufactured by hot extrusion of cold pressed powder mixture preforms, are reported. To assess the effect of SiC powder additions, similarly processed aluminium powder specimens were tested. The drawing was of 17 mm diameter machined extruded rods on a chain drawnbench with 16, 14 and 12.2 mm diameter dies. Tensile and compressive properties were investigated after extrusion and after each pass of the drawing process. The yield stress of aluminum and Al-SiC composites after extrusion is comparable and is in the range 60-66 MPa. Similarly is, in the case of the tensile strength of these materials, which was 82-94 MPa. As a result of the drawing process, a significant increase in yield strength, tensile strength and hardness was obtained, dependent on the strain during drawing. The yield strength of aluminum after drawing to a diameter of 12.2 mm increased from 60 to 132 MPa and for composites Al-5SiC and Al-10SiC increased respectively from 65 to 146 and from 66 to 140 MPa. The tensile strength of aluminum after drawing to the smallest diameter increased from 94 to 139 MPa, and for composites with 5% SiC and 10% SiC increased from 93 to 149 and from 82 to 136 MPa, respectively. The addition of 5 and 10% SiC particles to the aluminum matrix increase the hardness from 23 to values above 29 HV and after drawing to a diameter 12.2 mm, it increased to 43 and 46 HV for material with 5 and 10% SiC, respectively.

2

Charakterystyki siłowe wyciskania na gorąco proszków Al o różnej wielkości cząstek

Kuta A., Rękas A., Tarnawski G., Zasadziński J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

769--772

PL

W pracy zaprezentowano charakterystyki siłowe wyciskania proszków aluminium o różnej wielkości cząstek w zakresie od 32 do 100 μm w temperaturach 400 i 500 °C. Ustalono, że im drobniejsze cząstki proszków, tym wyższa siła maksymalna potrzebna do wyciskania. Znaczącą rolę w sile wyciskania proszków aluminium odgrywa tarcie wewnętrzne pomiędzy cząstkami. Uzyskane dane dla materiałów proszkowych porównano z parametrami wyciskania litego aluminium.

EN

The paper presents force characteristics in extrusion of aluminum powders of various particle sizes in the range from 32 to 100 μm at temperatures of 400 and 500 °C. It was found that the finer particles of the powder are, the higher the maximum force required for extrusion is. Friction between the particles significantly determines the value of force in aluminum powder extrusion. The data obtained for the powder materials was compared to the parameters of extrusion carried out on solid aluminium.

3

Analiza zagęszczalności proszków aluminium o różnej wielkości cząstek

Kuta A., Latos T., Zaborowski K., Zasadziński J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

785--788

PL

W artykule zaprezentowano krzywe zagęszczalności proszków aluminium o różnej wielkości cząstek sporządzone podczas jednostronnego prasowania na zimno. Im większy rozmiar cząstki proszku, tym efektywniejsze zagęszczanie przy niższym ciśnieniu prasowania. Sprasowane wypraski mogą być wykorzystane do wyznaczenia krzywych umocnienia służących jako baza danych materiałowych do obliczeń numerycznych.

EN

The paper presents compaction curves for aluminum powder mixtures of various particle sizes produced during cold onesided compression. The larger the particle size of the powder is, the more effective concentration at lower compaction pressure is obtained. Compressed compacts can be used to determine work-hardening curves used as material database for numerical analyses.

4

Lekkie materiały kompozytowe na osnowie proszku aluminium umocnione cząstkami węglika krzemu otrzymane przez kucie matrycowe i wyciskanie

Szczepanik S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 11

692--697

PL

W warunkach izotermicznych realizowano kucie w matrycach zamkniętych wyprasek wykonanych z warstw proszku aluminium i mieszanek tego proszku z węglikiem krzemu w ilości 10 % mas. Określono wpływ kucia wyprasek na twardość, wytrzymałość na ściskanie oraz na zginanie próbek pobranych z otrzymanych odkuwek. Przedstawiono również przykład kucia matrycowego wyrobów warstwowych oraz budowę kompozytu hybrydowego z otrzymanego kompozytu w wyniku kuciu. Materiały do wyciskania i ciągnienia wykonano z wyprasek z proszku aluminium RAl-1 oraz mieszanki tego proszku z proszkiem węglika krzemu SiC w ilości 10 % mas. Wyciskanie realizowano w warunkach izotermicznych przy temperaturze 480 °C ze współczynnikiem 4,2. Wyciskane próbki przeciągano na średnicę 16 mm. Względna zmiana przekroju w wyniku ciągnienia wyniosła 0,9. Z wyciskanych i ciągnionych wyrobów pobrano próbki wzdłużne do ściskania. Ciągnienia spowodowało umocnienie materiału. Granica plastyczności osnowy aluminiowej zwiększyła się o ok. 10 MPa, a naprężenie uplastyczniające przy odkształceniu 0,75zwiększyła się ze 160 do 180 MPa. Efektem umocnienia materiału kompozytowego Al-10-%SiC jest zmiana granicy plastyczności, która zwiększyła się ze 115 MPa do 138 MPa, a naprężenie uplastyczniające przy odkształceniu 0,75 podczas ściskania zwiększyło się ze 150 MPa do 185 MPa, Widoczny jest wpływ umocnienia osnowy aluminiowej w wyniku odkształcenia, a w kompozycie dodatkowo wpływ mikrometrycznych cząstek węglika krzemu na umocnienie tworzywa.

EN

Forming of materials from aluminium powder and mixtures of this powder and silicon carbide particles is reported. Twolayer performs based on these materials were hot closed-die forged in isothermal conditions. The influence of the content of the component layers on changes in the forging force was qualitatively investigated. Room temperature bend strengths of the two-layer products, depending on the stacking sequence, were evaluated. The plastic flow process of individual layers was analysed. The preforms from RAl-1 aluminium powder and its mixture with 10 % SiC particles were extruded at the temperature of 480 °C, with extrusion ratio 4.2. After cold drawing with the ratio 0.9, the yield stress of aluminum matrix increased from 70 to 80 MPa. Reinforced aluminium with SiC particles has a higher yield stress than matrix material after extrusion. After drawing, the yield stress increased from 115 to 138 MPa. The critical strains during the compression test for aluminum matrix and composite are higher than 0.75.

5

Zastosowanie symulacji numerycznej mes do analizy procesu zagęszczania na gorąco w matrycach zamkniętych wyprasek z proszku aluminium

Bednarek S., Wojtaszek M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 6

348-353

PL

Podjęto próbę oceny możliwości zastosowania metody elementów skończonych (MES) do numerycznej analizy procesu zagęszczania na gorąco w matrycach zamkniętych wyprasek z proszku aluminium. Przeprowadzono eksperyment oraz zaprojektowano i wykonano analizę numeryczną. Wyznaczono gęstość materiału po zagęszczaniu. Do analizy numerycznej procesu wykorzystano moduł programu QForm3D, działający w oparciu o model płynięcia Oyane, który pozwala na określenie zmian względnego zagęszczenia wyprasek podczas ich formowania oraz na oszacowanie właściwości produktu. Do symulacji przyjęto takie same warunki brzegowe, jak podczas doświadczenia. Porównano i poddano dyskusji wyniki eksperymentu oraz dane otrzymane w wyniku symulacji numerycznej. Stwierdzono zgodność wartości średnich gęstości próbek oraz rozkładów gęstości, otrzymanych w wyniku symulacji przy analogicznych warunkach brzegowych.

EN

An attempt was made to assess the possibility of application of finite element method (FEM) to numerical analysis of closed-die hot compacting of aluminium powder compacts. The experiment was realized and the simulation was designed and performed. The relative density of products obtained by hot consolidation was calculated. FEM modelling was carried out with the use ofQForm3D software module, based on the Oyane model, which allows to evaluate the variations of relative density of powder compacts during forming process and also to estimate the properties of products. Experimental data and results of numerical simulation were compared and discussed. It was found that average values of density and distributions of density obtained by FEM simulation showed compatibility.

6

Influence of size of SiC particles on selected properties of aluminium-based composites obtained by extrusion of P/M compats

Wojtaszek M.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 4

331-335

EN

The results of investigations are presented, which are aimed at determining the effect of the size of SiC particles on selected properties of aluminium-based composites. As initial materials, atomized aluminium powder and silicon carbide powders of different particle size were applied. The scope of the research included the preparation of a matrix and composite material samples, as well as the determination of their selected properties. Powder metallurgy and plastic working technologies were applied to obtain the composite materials. The volume fraction of the reinforcing phase particles in the matrix was set constant at the level of 10%. All the samples were formed using the same parameters. The manufacturing process included the mixing of the components, cold compaction of the aluminium powder and mixtures as well as hot forward extrusion of the P/M compacts. Based on extrusion force measurements, it was shown that introducing smaller silicon carbide particles into the matrix resulted in the necessity to apply a higher load. For extruded materials, their relative density, hardness and abrasion resistance were determined. The results obtained from compression tests performed at room temperature and at 200°C allowed us to construct flow curves for the investigated materials. Microstructure examination was also performed. It was shown that application of the proposed forming technology results in obtaining products showing a relative density close to that of a solid material. The introduction of silicon carbide particles into the matrix caused an increase of true stresses at which deformation proceeded, regardless of the test temperature. In the case of compression of the samples performed at 200°C, the increase of stresses was observed as a result of a reduction of the reinforcing phase particles size in the matrix. In case of compression tests performed at room temperature, no unequivocal influence of particle size on the character of the obtained curves was observed. The realized microstructure examination revealed uniform distribution of SiC particles in the aluminium matrix. The particles were closely adherent to the matrix, and the metallographic specimens did not reveal any voids caused by particles falling out during specimen preparation. The comparative abrasion test showed that the introduction of 10% SiC particles into the matrix and increasing their size, with their volume fraction held constant, leads to lower abrasive wear of the investigated materials. Based on the obtained results, it was concluded that in the case of the given components and their forming technology, the introduction of particles into the matrix has a favourable effect, while their size influences individual properties differently. Therefore, the final selection of the proper size of silicon carbide particles applied as reinforcement in the aluminium matrix, should be based on the knowledge of the characteristic and working conditions of the composite product, as well as the expectations to be met.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań, których celem było określenie wpływu wielkości cząstek węglika krzemu na wybrane właściwości kompozytów na osnowie aluminium. W roli materiałów wyjściowych zastosowano rozpylany proszek aluminium oraz proszki węglika krzemu o różnej wielkości cząstek, odpowiednio SiC220, SiC400, SiC800. Zakres pracy objął wykonanie próbek tworzyw kompozytowych oraz określenie ich wybranych właściwości. Do formowania kompozytów wykorzystano technologie metalurgii proszków i przeróbki plastycznej. Przyjęto stały udział cząstek fazy umacniającej w osnowie, który wynosił 10% objętościowych, wszystkie próbki wykonano, stosując te same parametry ich formowania. Proces wytwarzania kompozytów objął mieszanie składników, prasowanie na zimno proszku aluminium i mieszanin oraz wyciskanie współbieżne na gorąco wyprasek. Na podstawie pomiarów siły koniecznej do wyciskania wykazano, że wprowadzenie do osnowy mniejszych cząstek węglika krzemu skutkowało koniecznością zastosowania większych sił. Dla wyciskanych tworzyw wyznaczono ich gęstość względną, twardość oraz odporność na zużycie ścierne. Na podstawie wyników z prób ściskania w temperaturze pokojowej oraz przy temperaturze 200°C opracowano krzywe umocnienia tworzyw, przeprowadzono również obserwacje ich mikrostruktury. Wyniki badań pozwalają na stwierdzenie, iż zastosowanie proponowanej technologii formowania kompozytów prowadzi do uzyskania wyrobów o gęstościach względnych zbliżonych do litego materiału. Wprowadzenie do osnowy cząstek węglika krzemu powodowało zwiększenie naprężeń rzeczywistych, przy którym przebiegało odkształcenie, niezależnie od temperatury badań. W wyniku ściskania próbek w temperaturze 200°C przyrost wartości naprężeń obserwowano w wyniku zmniejszenia wielkości cząstek fazy umacniającej w osnowie kompozytu, w przypadku prób prowadzonych w temperaturze pokojowej nie stwierdzono jednoznacznego wpływu wielkości cząstek na przebieg otrzymanych krzywych. Przeprowadzone obserwacje mikrostruktury ujawniły równomierne rozmieszczenie cząstek węglika krzemu w aluminiowej osnowie. Cząstki ściśle przylegały do osnowy, na zgładach nie zaobserwowano pustek powstałych w wyniku ich wypadania podczas przygotowywania zgładów metalograficznych. Porównawczy test odporności na zużycie ścierne wykazał, iż wprowadzenie do osnowy 10% cząstek węglika krzemu oraz zwiększenie ich wielkości przy niezmiennym udziale objętościowym prowadzi do obniżenia zużycia ściernego badanych tworzyw. W świetle przeprowadzonych badań można stwierdzić, że dla przyjętych do badań komponentów i zastosowanej technologii ich formowania wprowadzenie cząstek do osnowy powoduje korzystne rezultaty, natomiast ich wielkość ma różny wpływ na poszczególne właściwości. Dlatego ostateczny dobór korzystnej wielkości stosowanych do umocnienia aluminiowej osnowy cząstek węglika krzemu powinien być oparty na znajomości charakterystyki i warunków pracy wyrobu kompozytowego oraz stawianych przed nim oczekiwań.

7

Wybrane własności warstwowych materiałów kompozytowych otrzymanych z proszków żelaza i aluminium w procesie kucia w matrycach zamkniętych

Szczepanik S., Wojtaszek M., Nikiel P.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 4

385-391

PL

Przedstawiono wyniki badań kucia matrycowego materiałów warstwowych, otrzymanych z wyprasek wytworzonych z mieszanek proszków żelaza i aluminium przez prasowanie w temperaturze pokojowej lub ich wstępne zagęszczanie w wyniku kucia na gorąco w matrycy zamkniętej. Ocenie poddano wpływ składu chemicznego poszczególnych warstw, sposobu ich ulokowania w wyprasce oraz sposobu przetworzenia na wybrane właściwości tworzyw. Zastosowano warstwy o zmiennych udziałach masowych składników przy ich symetrycznym lub asymetrycznym ułożeniu w wyprasce. Formowanie tworzyw warstwowych realizowano przez kucie w matrycach zamkniętych w warunkach pseudoizotermicznych stemplami płaskimi lub kształtowymi. Badano próbki pobrane z odkuwek w stanie po kuciu płaskim stemplem oraz stemplem kształtowym, wyznaczając ich wytrzymałość na zginanie oraz na ściskanie w temperaturze pokojowej, w zależności od ich budowy oraz od sposobu ułożenia próbki w odniesieniu do kierunku przyłożenia siły podczas realizacji prób.

EN

The aim of the research in this paper is to determine the influence of hot deformation of the layer preforms obtained from a mixture of iron and aluminium powders as well as the influence of layers geometry of hot consolidated layer composite samples on the density and some mechanical properties of these materials. The properties of materials after closed-die forging performs, obtained from mixtures of aluminum and iron powder using flat or shape punches are presented. Chemical composition of layers, their position in performs and forming method were investigated to evaluate properties of products. The position of layers in initial preforms were symmetrical and asymmetrical. Cold pressed layer performs were hot consolidated by close-die forging at 485°C, in quasi-isothermal conditions. Influence of the chemical composition of layers, their position during bend and compression tests were investigated. Bend strengths of composite samples were in the range 197 to 230 MPa for specimens with symmetrical position of layers and 144 to 233 MPa for specimens with asymmetrical position of layers, depending on chemical composition and layer geometry and loading by test. Bend strengths of layer specimens taking from webs of shape forgings were 222-231 MPa for symmetrical layer structure and 182-271 MPa for asymmetrical layer structure. The higher compression stress 260 MPa were for layer specimens with layer structure B-C-B. Additionally, some information about condition of contact surfaces between components give macrostructure observations. Distribution of components on cross-section, calculated using program Larstran Shape confirm qualitative macrostructure results observation and material flow during shapping. These data can contribute to design of layer materials for specific applications utilising the PM route and closed-die forming. The knowledge of specimen properties, as a function of the layers arrangement allows for choice the most favourable variant to design required properties of the product.

8

Ocena przydatności adaptacyjnych technik parametrów do wspomagania procesu wytwarzania kompozytów aluminium-włókna ceramiczne

Durak J., Wojtaszek M.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 4

301-306

PL

Przeprowadzono testową ocenę możliwości technik adaptacyjnych do estymacji korzystnych oraz ekonomicznych parametrów procesu formowania kompozytów w układzie cząstki stopu aluminium-cząstki ceramiczne. Jako informacje wyjściowe do przeprowadzenia testowej analizy wykorzystano wyniki pomiarów wytrzymałości na rozciąganie próbek tworzyw kompozytowych na osnowie aluminium umocnionych włóknami ceramicznymi. Próbki o zmiennym udziale objętościowym włókien były wykonane z użyciem technologii metalurgii proszków oraz przeróbki plastycznej. Wykorzystano w tym celu procesy mieszania składników, prasowania w temperaturze pokojowej proszku osnowy i mieszanin oraz wyciskania na gorąco wyprasek w warunkach izotermicznych. Wyciskanie było przeprowadzone przy różnych wartościach współczynnika wyciskania i temperatury. Wyniki badań wytrzymałości na rozciąganie tworzyw zastosowano jako bazę danych do testowej analizy z wykorzystaniem metod opartych na narzędziach statystycznych i na sztucznej inteligencji. Do statystycznej analizy zastosowano metodę krzywych regresji, spośród narzędzi sztucznej inteligencji wykorzystano adaptacyjny neuronowo-rozmyty system wnioskowania ANFIS. Dane otrzymane w wyniku badań wartości wytrzymałości na rozciąganie okazały się wystarczające do przeprowadzenia testowej analizy. Stwierdzono zgodność wyników otrzymanych w rezultacie zastosowania proponowanej metody ANFIS z wynikami metody statystycznej, co potwierdza przydatność tego rozwiązania do wspomagania projektowania materiałów kompozytowych. Oszacowano udział objętościowy włókien właściwy dla uzyskania najwyższej wartości parametru Rm, który dla przyjętych komponentów i technologii powinien wynosić od 4,0 do 5,5% obj.

EN

An attempt to assess the possibility of adaptive techniques to estimate the beneficial and economic parameters of the forming process of composite particles in the system aluminum alloy-ceramic particles was carried out. As the input parameters for the computer analysis, the results of measurements of tensile strength of composite plastic samples in the warp of aluminium reinforced with ceramic fibres were used. Samples with different volume share of fibres were made using powder metallurgy technology and the forming processing. Blending process, pressing of powder and mixtures at room temperature, and hot extrusion of compacts realized in isother-mal conditions for this purpose were used. Extrusion was carried out at different values of extrusion ratio and temperature. Results of studies on the effects of chemical composition, temperature and extrusion ratio on tensile strength of materials were used as the database to carry out the test analysis, using statistical and artificial intelligence methods. Dependence of Rm on the share volume of fibers was estimated using curvilinear regression and adaptive neurofuzzy inference system ANFIS. This approach arose from the fact that in modern control systems to better examine the methods based on neural networks, due to the higher speed operation and flexibility. Therefore it was assumed that the proposed comparison will give information about the possibility of their use in place of classical solutions. Based on the results of the analysis, authors concluded that the data obtained from tests of tensile strength measurements, witch amount was 72, were proved to be sufficient to carry out a test analysis using adaptive neurofuzzy inference system. It has been found highly compatibility of results obtained based on the proposed ANFIS method, with the results of the classical statistical analysis, carried out using the regression curves, which confirms the usefulness of this solution for computer aided design of composite materials. Based on a test analysis using the adaptive neurofuzzy system, the Rm parameter achieves the highest values when the participation of fibres in composite were between 4.0 and 5.5% by volume. The results obtain-ed confirm the adaptive techniques allow for automated correction of predefined relationship between the input parameters such as time and speed of mixing, the mixture composition, extrusion temperature, and output such as strength or density of the sample after the bench press.

9

Analiza procesu kucia matrycowego warstwowych materiałów kompozytowych otrzymanych z proszku żelaza i aluminium

Szczepanik S., Nikiel P., Wojtaszek M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 4

146-151

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu kucia matrycowego wyprasek warstwowych otrzymanych z mieszanek proszków żelaza i aluminium przez prasowanie w temperaturze pokojowej i wstępne zagęszczanie na gorąco w matrycy zamkniętej. Badano wpływ ułożenia warstw i ich składu chemicznego na płynięcie materiału i zmiany siły podczas ich kucia w matrycach zamkniętych. Wyniki symulacji płynięcia materiału i rozkładu składników w warstwach są jakościowo porównywalne z obserwacjami makrostruktur odkuwek.

EN

Closed-die forging of PM layer composites with differing compositions and depths of the Fe-Al layers was studied by analysing flow of material and force – time relationships. Shaping was with either flat or shaped punch. Obtained were good quality forgings without pores and satisfactory macrostructures. Simulation of aluminum and iron distributions in these multilayer Fe-Al composite forgings are qualitatively similar to the distributions in the observed macrostructures.

10

Modelling of forming processes of two-component Al-Al alloy composites

Szczepanik S.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 1

24-28

EN

This paper analyses two-component material flow during forming processing. It is important to work out a suitable method of analysis of the flow of such materials during forming processing to improve the manufacturing technology of products with required shapes and properties. Physical and numerical simulation of the flow of PM preforms during forging was carried out to obtain qualitative information. The hot forming approach was adopted to obtain high density and required shape of PM composite products. Starting materials were obtained by cold pressing and hot consolidation; these were a layer and coat-core preform of aluminium and Al17Si5Fe3Cu1.1Mg0.6Zr powder. Flow of metal-metal composites during closed-die forging and extrusion is analysed. Starting materials were obtained by cold pressing and hot consolidation; these were a layer and coat-core preform of aluminium and Al17Si5Fe3Cu1.1Mg0.6Zr powder. Simulation of the flow of PM preforms during forming processes using the finite element simulation program LARSTRAN/Shape was carried out to obtain qualitative information. Numerical modelling required setting up procedures for input of initial material and identification of its constituents and their control during the shaping simulation and remeshing. To accomplish this, a workpiece consisting of several different materials was input to the finite element simulation program LARSTRAN/Shape. Results of numerical FEM simulation of the flow of PM preforms during forming processes by closed-die forging and extrusion are comparable to the observed zones of component materials.

PL

Odkształcanie na gorąco wyprasek z materiałów kompozytowych otrzymanych metodą metalurgii proszków stosuje się do wytwarzania wyrobów o dużej gęstości. W artykule przedstawiono analizę płynięcia materiałów kompozytowych metal-metal podczas odkształcania w procesie kucia w matrycach zamkniętych i wyciskania. Wypraski wielowarstwowe typu warstwa-warstwa i powłoka-rdzeń otrzymano przez prasowanie na zimno i zagęszczanie na gorąco. Do wytworzenia wyprasek zastosowano proszek aluminium i proszek jego stopu Al17Si5Fe3Cu1,1Mg0,6Zr. Numeryczne modelowanie odkształcania takich materiałów wymagało przygotowania procedury wprowadzania wyjściowych danych materiałowych, ich identyfikację i kontrolę podczas odkształcania oraz podczas generowania nowej siatki elementów. Wyrób złożony z wielu różnych materiałów oraz charakterystyki tych materiałów stanowią dane wyjściowe do symulacji metodą elementów skończonych z zastosowaniem programu LARSTRAN/Shape. Numeryczna symulacja płynięcia podczas odkształcania materiałów kompozytowych dała ilościowe i jakościowe informacje o zachowaniu się tych tworzyw podczas kucia lub wyciskania. Wyniki symulacji numerycznej są porównywalne z danymi eksperymentalnymi przedstawiającymi rozkład składników na przekroju wyrobów.

11

Properties of aluminium-ceramic phase composites produced from P/M compacts in hot forging and extrusion processes

Wojtaszek M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2007

|

Vol. 33, no. 1

63-72

EN

The results of investigations of properties of aluminium-based composites produced by means of powder metallurgy and plastic working processes are presented in the paper. Atomized aluminium po-wder was used as a metallic matrix. As a reinforcement ceramic particles and fibres were used, and their volume fraction was maintained constant at 5%. The initial material to be formed was prepared by mixing of ingredients and compaction of the obtained mixture. Aluminium powder compacts and com-posite mixtures were subjected to consolidation and deformation in closed-die hot forging and hot extrusion processes, applying the extrusion ratio X = 4.11. These processes were realized in isothermal conditions, at the temperature of 500°C. The effect of a type of reinforcing phase as well as method of deformation on selected physical, mechanical and functional properties of obtained materials was ana-lysed. It was found that the proposed method results in obtaining highly compacted products, showing mechanical and functional properties which allow to use them in structural components. The product properties can be controlled by means of selection of a type of reinforcing phase as well as method of deformation.

PL

W pracy zestawiono wyniki badań własności materiałów kompozytowych na osnowie aluminium, kształtowanych z zastosowaniem procesów metalurgii proszków i przeróbki plastycznej. W roli osnowy użyto rozpylany proszek aluminium. Do jej umocnienia zastosowano zbrojenie ceramiczne; cząstki oraz włókna, stosując stały ich udział objętościowy w osnowie, który wynosił 5%. Materiał wyjściowy do kształtowania przygotowano poprzez zmieszanie składników oraz ich sprasowanie na zimno. Wypraski proszku aluminium i sprasowane mieszaniny kompozytowe zagęszczano oraz kształtowano w procesach kucia na gorąco w matrycach zamkniętych oraz wyciskania na gorąco z współczynnikiem X = 4,11. Procesy te realizowano w warunkach izotermicznych, przy temperaturze 500°C. Analizowano wpływ rodzaju fazy umacniającej oraz sposobu kształtowania na wybrane własności fizyczne, mechaniczne i użytkowe otrzymanych tworzyw. Stwierdzono, że proponowana metoda prowadzi do otrzymania produktów wysoko zagęszczonych, o własnościach mechanicznych oraz użytkowych umożliwiających ich stosowanie na elementy konstrukcyjne. Właściwościami wyrobów można sterować poprzez dobór rodzaju fazy umacniającej oraz sposób ich kształtowania.

12

Investigations into reactivity and detonation parameters of ammonals

Maranda A., Papliński A., Wojewódka A.

Polish Journal of Applied Chemistry

|

2003

|

Vol. 47, nr 2

75-81

EN

The results of measurements of detonation parameters and performance of explosive mixtures containing aluminium powder and ammonium nitrate are presented. An influence of component characteristics on detonation parameters of explosive mixtures based on ammonium nitrate is analysed. The electroexplosive detonation initiation of ammonals is investigated. Results of estimation of the intensity of overpressure wave and the diameter of discharge cone of electroexplosively initiated ammonal charges are presented. An influence of physico-chemical properties of investigated reactive mixtures on their explosive performance is discussed.

PL

Przedstawiono wyniki badań parametrów detonacyjnych opracowanych mieszanin wybuchowych zawierających proszek aluminiowy i azotan (V) amonu. Analizowano wpływ charakterystyk składników na parametry detonacyjne mieszanin wybuchowych bazujących na azotanie (V) amonu. Badano elektroeksplozyjnie inicjowanie detonacji amonali. Przedstawiono rezultaty oszacowania intensywności nadciśnienia fali i średnicy stożka po wybuchu elektroeksplozyjnie inicjowanych ładunków amonali. Omówiono wpływ fizyko-chemicznych właściwości badanych, reaktywnych mieszanin na ich charakter wybuchowy.

13

Materiały otrzymane w procesach przeróbki plastycznej wyprasek z proszków i kompozytów

Szczepanik S., Wojtaszek M., Wiśniewski B.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2003

|

Vol. 70, nr 4

158--166

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań otrzymywania materiałów o specjamycYi własnościach z proszku a\uminmm \ kompozytów na jego osnowie umocnionych cząstkami SiC lub włóknami A12O3 oraz dogniatania spiekanej stali, które mogą być zastosowane na materiały konstrukcyjne. Omówiono wpływ warunków wyciskania na strukturę i własności wytworzonych materiałów oraz warunków dogniatania na zimno na własności spiekanych stali.

EN

Results of testing methodesfor obtaining materials with special properties from aluminium powder and composites on its matrix reinforced by either SiC particles or A12O3 fibers and burnishing of sintered steel have been presented. Such material can be used to produce structural elements. The influence of extrusion conditions on structure and properties of obtained materials and col burnishing parameters on properties of sintered steel has been discussed.

14

Aluminium powder based composites reinforced with Al2O3 fibres. Hot forming of aluminium powder - fibres compacts

Wojtaszek M., Szczepanik S.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2001

|

Vol. 27, no. 2

197-208

EN

The research concerns the evaluation of influence of the method and parameters of hot forming of products obtained from aluminium powder and aluminium powder - ceramic fibres composites on their properties. Second part of the work contains the results of investigation of the influence of forming method and parameters as well as chemical composition on structure, mechanical and usable properties of aluminium powder based composites, reinforced with AI2O3 based ceramic fibres (Saffil, Belcotex, Nextel 312). As the result of the research, the technological parameters permitting to obtain aluminium based composite materials of relative densities near to theoretical ones have been determined.

PL

Badania objęte pracą dotyczą określenia wpływu sposobu i parametrów kształtowania na gorąco na własności wyrobów z proszku aluminium oraz kompozytów na osnowie tego proszku wzmocnionych włóknami ceramicznymi. W II części pracy przedstawiono wyniki badań wpływu metody kształtowania i parametrów jej realizacji oraz składu chemicznego na strukturę, własności mechaniczne i użytkowe materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknami ceramicznymi na osnowie Al2O3: Saffil, Belcotex, Nextel 312. W wyniku badań określono parametry technologiczne pozwalające na uzyskanie wyrobów z materiałów kompozytowych na osnowie aluminium o względnych gęstościach zbliżonych do gęstości materiałów litych.

15

Aluminium powder based composites reinforced with A2O3 fibres. Hot forming of aluminium powder compacts

Wojtaszek M., Szczepanik S.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2001

|

Vol. 27, no. 2

183-196

EN

The research concerns the evaluation of influence of the method and parameters of hot forming on the properties of the products obtained from aluminium powder. First part of the work contains the results of investigation of the influence of forming method and its parameters on composite matrix material structure and mechanical properties. Sprayed RA1-1 aluminium powder was applied as the matrix of the composite. Two following hot forming processes were analysed: closed die compacting and extrusion.

PL

Badania objęte pracą dotyczą określenia wpływu sposobu i parametrów kształtowania na gorąco na własności wyrobów z proszku aluminium. W I części pracy przedstawiono wyniki badań wpływu metody kształtowania i parametrów jej realizacji na strukturę i własności mechaniczne materiału osnowy kompozytu. Na materiał osnowy zastosowano rozpylany proszek aluminium RAl-1. Analizowano dwa procesy kształtowania na gorąco: zagęszczanie w matrycach zamkniętych oraz wyciskanie.