Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Electrodischarge and electrochemical grinding of special materials

Ruszaj Adam, Cygnar Mariusz, Furyk-Grabowska Karolina, Grabowski Marcin

Journal of Engineering, Energy and Informatics

|

2022

|

No. 1

51--62

EN

In Electrochemical Machining (ECM), material is removed “atom by atom” as the result of an electrochemical dissolution process. Under optimal parameters for this process the tool has no wear and the quality of the surface layer, metal removal rate and accuracy are satisfactory for special application in the automotive or aerospace industries. However, ECM has also some limitations connected with electrolyte flow through interelectrode gap, machined surface passivation phenomena or heat and hydrogen generation, quick temperature increase and high probability of electrical discharges and difficulties with machining composite materials. In Electrodischarge Machining (EDM), material from workpiece is removed during electrical discharges occurring in the machining area as a result of material melting, evaporating and sometimes breaking as a result of high internal stresses. This way of material removal introduces significant changes in surface layer properties and reaching a satisfactory surface layer roughness and high accuracy is possible only for a rather small metal removal rate. In order to overcome the above-mentioned problems, some hybrid abrasive ECM and EDM processes have been worked out and successfully applied in industry. Here, some results from the authors’ own research, industrial applications and data from the literature are presented.

PL

W obróbce elektrochemicznej (ECM) materiał usuwany jest „atom po atomie” w wyniku procesu roztwarzania elektrochemicznego. W procesie tym przy zastosowaniu optymalnych parametrów nie występuje zużycie narzędzia, a jakość warstwy wierzchniej, prędkość usuwania materiału oraz dokładność są zadowalające dla specjalnych zastosowań w przemyśle samochodowym, lotniczym i kosmicznym. Obróbka ECM posiada też pewne ograniczenia związane z przepływem elektrolitu przez szczelinę międzyelektrodową, zjawiskami pasywacji obrabianej powierzchni, generowaniem ciepła oraz wodoru, szybkim wzrostem temperatury i dużym prawdopodobieństwem wyładowań elektrycznych oraz trudnościami w obróbce materiałów kompozytowych. W obróbce elektroerozyjnej (EDM) ubytek materiału z przedmiotu obrabianego realizowany jest podczas wyładowań elektrycznych występujących w obszarze obróbki w wyniku topienia, parowania, a czasem pękania materiału w wyniku dużych naprężeń wewnętrznych. Taki sposób usuwania materiału wprowadza znaczące zmiany właściwości warstwy wierzchniej, a osiągnięcie zadowalającej chropowatości warstwy wierzchniej i wysokiej dokładności obróbki jest możliwe przy stosunkowo niewielkiej prędkości usuwania materiału. W celu przezwyciężenia powyższych problemów, opracowano i z powodzeniem zastosowano w przemyśle hybrydowe procesy ścierne ECM oraz EDM. Poniżej przedstawiono wybrane wyniki badań własnych autorów, jak również zastosowania przemysłowe oraz dane literaturowe.

2

Inspirowane biologicznie laserowe kształtowanie właściwości warstwy wierzchniej

Ruszaj A.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 4

49--55

PL

Współczesny człowiek często zapomina, że jest elementem środowiska naturalnego i tylko w nim może racjonalnie żyć i się rozwijać. O tym bezspornym fakcie nie pamięta się szczególnie w działalności przemysłowej, która zwykle niekorzystnie wpływa na środowisko naturalne i żyjące w nim organizmy – organizmy, które mogą być wzorem dla działalności inżynierskiej. Pospolity żuk gnojarz idealnie przystosował się w procesie ewolucji do warunków życia w ziemi – przejawia się to m.in. w strukturze powierzchni tułowia, skrzydeł czy głowy. W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania tych struktur w kształtowaniu właściwości warstwy wierzchniej wyrobów. Wykonanie takiej struktury na powierzchni elementu to trudny problem technologiczny, który obecnie może być rozwiązany z wykorzystaniem technik laserowych.

EN

A contemporary man often forgets that he is an element of the natural environment and that only in it can he rationally live and develop. It is very easy to forget about this indisputable fact, especially in an industrial activity, which usually adversely affects the natural environment and the organisms living in it. Organisms can be a model for an engineering activit, for example, a common dung beetle (female) ideally adapted in the process of evolution to the living conditions in the soil. This is manifested, among others, in the surface structure of its torso, wings or head. This paper presents the possibilities of using these structures in modifying the properties of the surface layer of products. The implementation of such a structure on the surface of the element is a difficult technological problem, which can now be solved by using laser techniques.

3

Bionika w rozwoju inżynierii produkcji

Ruszaj A.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

350--355

PL

Organizmy żywe przystosowały swoją budowę i pokrycie ciała do bezpiecznego i racjonalnego realizowania podstawowych czynności życiowych. Wiele z tych patentów natury może być inspiracją do rozwiązywania problemów inżynierskich. Przedstawiono przykłady wykorzystania bioinspiracji w rozwoju inżynierii produkcji.

EN

Living organisms have developed their structures and coverings of their bodies to meet the safe and sparing life supporting operation requirements. Many of these systems could readily inspire solutions to engineering problems. Presented are the examples of bio-inspirations found effective in solving production engineering problems.

4

Wpływ nagniatania i temperatury azotowania jonowego na właściwości warstwy dyfuzyjnej stali 38HMJ

Berkowski L.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 1

7--20

PL

Praca przedstawia wyniki badań dotyczących oceny wpływu powierzchniowego odkształcenia plastycznego i obniżonej temperatury azotowania jonowego na właściwości warstwy wierzchniej stali do azotowania 38HMJ. Do powierzchniowego umacniania warstwy wierzchniej próbek zastosowano trzy sposoby nagniatania: kulką, głowicą wielorolkową oraz nagniatanie strumieniowe. Nagniatanie kulką wałków o średnicy 17,5 mm prowadzono z pomocą specjalnego przyrządu zamocowanego na tokarce. Kulki o różnych średnicach gwarantowały różną głębokość umocnienia. Pozostałe parametry nagniatania były stałe. Nagniatanie głowicą firmy Hegenscheidt odbywało się w dwóch przejściach, przy prędkości obrotowej 450 obr/min i posuwie, zależnym od konstrukcji przyrządu. Gniot zależał od naddatków na próbkach. Nagniatanie strumieniowe prowadzono na powierzchni płaskiej próbek, wyciętych z wałka o średnicy 45 mm, z pomocą urządzenia pneumatycznego, śrutem stalowym ciętym, o zaokrąglonych krawędziach. Parametrami śrutowania były: średnica dyszy, ciśnienie powietrza i odległość próbki od dyszy. Czas ekspozycji gwarantował różną głębokość odkształcania. Azotowanie jonowe prowadzono w piecu typu IONIMP. Skutki obróbki oceniano pod mikroskopem świetlnym oraz metodą pomiaru twardości z pomocą twardościomierza ZWICK 3212. Parametry geometrii powierzchni wyznaczano z pomocą profilometru Taylor-Hobson. Badania wykazały, że każdy w wymienionych sposobów nagniatania zmieniał geometrię powierzchni w charakterystyczny dla siebie sposób, a azotowanie jonowe powodowało: przy małej chropowatości po obróbce plastycznej – wzrost, a przy dużej (nagniatanie strumieniowe) – zmniejszenie parametrów chropowatości. Doświadczenia wykazały, że wpływ odkształcenia plastycznego zanika po azotowaniu w temperaturze 450oC; niewielki wpływ odkształcenia plastycznego na właściwości warstwy wierzchniej można zauważyć po azotowaniu jonowym w niższej temperaturze 350 i 400oC. Ponadto, w próbkach azotowanych jonowo w temperaturze 450oC, niezależnie od obróbki powierzchniowej, zaobserwowano cienką warstwę azotków.

EN

The paper presents the results of investigation concerning the assessment of surface plastic deformation and reduced ion nitriding temperature on the properties of the surface layer of 38HMJ steel, traditional one for nitriding. Surface straining of the surface layer of the samples has been effected with the use of three ways of burnishing: globular burnishing, roller burnishing and shot peening. Globular burnishing of shafts with the diameter of 17.5 mm been effected by means of a special device fixed on a lathe. Balls of various diameters have guaranteed various depth of consolidation. The other parameters of burnishing were constant. Burnishing with the Hegenscheidt head has been effected in two passes with the rotational speed of 450 rpm and feed depending on the device design. The draft depended on the allowances on the samples. Shot peening has been performed on the flat surface of the samples, cut out of a 45 mm diameter shaft, flat surface of the samples, cut out of a 45 mm diameter shaft, with the use of a pneumatic device, with rounded edges cut shot. The shot peening parameters were as follows: nozzle diameter, air pressure and the sample distance from the nozzle. The time of exposure guaranteed various depth of deformation. Ion nitriding has been performed in a furnace typed IONIMP. The results of the treatment have been assessed under an optical microscope and by the method of hardness measurement by means of a hardness tester, ZWICK 3212. The parameters of the surface geometry have been determined with the use of a Taylor-Hobson profile measurement gauge. Each of the three ways has changed the surface geometry in its own way. Ion nitriding has resulted in: in the case of low roughness after plastic treatment, increase of the roughness parameters; in the case of high roughness (shot peening), reduction of the roughness parameters. Experiments have shown that the influence of plastic deformation is none after nitriding at the temperature of 450oC; a slight influence of plastic deformation on the properties of the surface layer can be observed after ion nitriding at lower temperature of 350 and 400oC. Moreover, a thin layer of nitrides has been found in the samples ion nitrided at 450oC, regardless of the surface treatment.

5

Wybrane właściwości warstwy wierzchniej po toczeniu tradycyjnym i ukośnym ostrzami ceramicznymi nadstopu niklu Inconel 718 po nagrzewaniu laserowym

Chwalczuk T, Kawalec M, Szablewski P

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 8-9CD (SOS)

409--414

6

Wpływ parametrów technologicznych obróbki luźnymi kształtkami na wybrane właściwości warstwy wierzchniej wyrobów z niektórych stopów magnezu

Bakoń A., Brzeziński M., Bus J., Kwiatkowski L., Lutze R.

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 8-9CD (NSOŚ)

93--98

7

Wpływ strumienia energii szlifowania na wybrane właściwości warstwy wierzchniej

Wójcik R.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2006

|

Z. 351

3-120

PL

W pracy przedstawiono badania szlifowania konwencjonalnego po- wierzchni płaskich oraz walcowych. Zaproponowano wskaźnik procesu szlifowania i przeprowadzono badania nad jego wpływem na właściwości warstwy wierzchniej (WW). Opracowano stanowiska badawcze i oprogramowanie do pomiaru sił szlifowania, napręźeń własnych, pomiaru chropowatości i mikrotwar- dości oraz do obserwacji uszkodzeń warstwy wierzchniej. Badania zrealizowano dla: -całego zakresu powszechnie stosowanych parametrów obróbki (vw, ae, Vfo), -róźnych materiałów konstrukcyjnych, -ściernic o różnej wielkości ziarna, strukturze, twardości i spoiwie, od- powiednich do szlifowanych materiałów. Sprawdzono możliwość wykorzystania zaproponowanego wskaźnika do określania dopuszczalnego (z punktu widzenicr- jakości WW) zużycia ściernicy. Przeprowadzono badania i dokonano analizy następujących parametrów ww: -rozkładu naprężeń własnych, -rozkładu mikrotwardości , -chropowatość powierzchni, -występowanie mikropęknięć, -występowanie przypaleń, -wykorzystanie wskaźnika do określenia stopnia utwardzania po- wierzchni, szlifowaniem. Uzyskano pozytywny wynik badań, opracowano zależności funkcyjne opisujące związek zaproponowanego wskaźnika z określonymi właści- wościami WW. Stworzono możliwości: -aktywnego monitorowania strumienia energii oraz optymalizacji warunków obróbki w celu zapewnienia najkorzystniejszego rozkładu na- prężeń własnych w WW. -osiągania korzystnych właściwości eksploatacyjnych przedmiotu (wyższej wytrzymałości zmęczeniowej), -lepszego wykorzystania obrabiarki, -aktywnej oceny granicznego zużycia ściernicy, zapewniającego od- powiednią jakość ww lub dokonania korekty parametrów obróbki, celem wydłużenia okresu pracy ściernicy i zmniejszenie kosztów jej regeneracji.

EN

This paper reviews some experimental results which concern conventional surface and cylindrical grinding. To evaluate results obtained in different grinding conditions, grinding coefficient was introduced. Moreover, influence of grinding coefficient on surface integrity of the workpiece was investigated and obtained results were presented in this paper. Researches were conducted for: -a wide range of cutting parameters (e.g. Vw, ae, Vfo), -different kinds of structural materials, -different kinds of grinding wheel characteristic, selected properly for properties of structural materials, Researches and analyzes of following parameters of surface layer integrity were carried out: -residual stresses distribution in the workpiece, -surface roughness, -appearance of microcracks on the surface of the workpiece, -appearance of burns on the surface of the workpiece, -make use of grinding coefficient in order to ensure hardening of surface layer of the workpiece by grinding process. On the base of obtained results, mathematical relationships between proposed grinding coefficient and selected surface layer properties of the workpiece were developed. These results ensured possibility of: -active control of energy flux and optimization of cutting conditions in order to ensure the most favorable residual stress distribution in the workpiece, -achieving favorable functional properties of ground components (e.g. increase of fatigue strength), -increase productivity of cutting processes and in the same way decreasing of production time and costs, -active evaluation of permissible grinding wheel wear, which en- sure proper quality of surface layer properties, and when it is necessary, changes of cutting parameters are applied in order to achieve longer period of working time and decrease of regenera- tion costs of grinding wheel.

8

The effects of laser nitriding on improving the properties of machine elements made of titanium alloys.

Filip R., Pleshakov E.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2004

|

Vol. 28, nr 1

5-22

EN

This paper's attempt is made to analyse the current status of the research with focus on the techniques used to modify the surface of titanium alloys by laser nitriding, the most often used method to improve the properties, which is caused by that nitrogen can be easily introduced into the molten material. Laser nitriding technique, microstructure and phase composition of the surface layers, surface condition, physical and mechanical properties of the titanium alloy nitrided layers were presented.

PL

W pracy dokonano analizy stanu badań modyfikacji warstwy wierzchniej stopów tytanu. Zwrócono szczególną uwagę na technikę laserową najczęściej stosowaną do wprowadzenia azotu w warstwę wierzchnią elementów maszyn wykonanych z tych stopów. Omówiono metodę azotowania laserowego, mikrostrukturę i skład fazowy warstwy wierzchniej, stan powierzchni oraz fizyczne i mechaniczne właściwości warstw azotkowanych na stopach tytanu.

9

Influence of cooling at limited zone of liquid supply on selected properties of workpiece surface layer.

Karpiński T., Sieniawski J.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2004

|

Vol. 28, nr 2

71-78

EN

The paper presents the results of investigations on the effects of various cooling methods on smoothness and stresses in a surface layer of the work material in the process of surface grinding. Three methods of wheel cooling have been investigated: conventional cooling with fluid flux, a new method - the fluid is supply through radial nozzles made in the course of high-pressure moulding the grinding wheel, and the fluid is supplied through the nozzles as above with a zone limitation (Authors' patent application).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem różnych metod chłodzenia na chropowatość i naprężenia w warstwie wierzchniej przedmiotu szlifowanego na płasko. Stosowano trzy sposoby chłodzenia: tradycyjny - zalewowy, nowy sposób - ciecz podawana przez promieniowe otwory (wykonane w ściernicy podczas prasowania) oraz ciecz podawana przez promieniowe otwory, z ograniczeniem strefowym (zgłoszenie patentowe autorów).

10

Badania oddziaływania smaru na właściwości warstwy wierzchniej elementów stalowych.

Neyman A., Samatowicz D.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2001

|

Vol. 36, nr 1

9-20

PL

Wpływ smaru na właściwości warstwy wierzchniej jest złożony i niewystarczająco poznany. Dobrym uzupełnieniem tradycyjnych testów tribologicznych, w badaniach tego wpływu, może być metoda wyznaczania zmian współczynnika tłumienia i modułu sprężystości poprzecznej smarowanej próbki. Próbę wykorzystania tego rodzaju badań do celów tribologicznych podjęto po raz pierwszy w Politechnice Gdańskiej w roku 1993. Węglowodory zawarte w smarze, wskutek katalitycznego działania niektórych metali i tlenków, ulegają dysocjacyjnej chemisorpcji, co powoduje wnikanie uwolnionego wodoru w głąb warstwy wierzchniej. Wodór zajmuje miejsce w pobliżu defektów struktury i dyslokacji powierzchniowych. Pod wpływem naprężeń wywołanych zewnętrznym momentem skręcającym w badanej próbce powstaje nowy proces oddziaływania wodoru z dyslokacjami, który jest odpowiedzialny za wzrost współczynnika tłumienia i modułu sprężystości poprzecznej. Zarówno zmiany współczynnika tłumienia, jak i modułu sprężystości poprzecznej mają bezpośrednie odniesienie do właściwości tribologicznych warstwy wierzchniej.

EN

An influence of a lubricant on properties of surface layers is insufficiently recognised. The method of investigation of damping coefficient and shear modulus of lubricated specimen can be a good supply of traditional tribological tests. The use of this method for tribological purposes was undertaken firstly in Technical University of Gdańsk in 1993. Hydrocarbons in lubricants submitted dissociation chemisorption as a result of catalytic action of some metals and oxides, which cause released hydrogen penetration into surface layers. Hydrogen locates near structure defects and surface dislocations. As the result of strains caused by external torque moment new process of hydrogen and dislocations action occurred which is responsible for damping coefficient increase and shear modulus changes. The changes of damping coefficient and shear modulus have direct relation to tribological properties of surface layers.