Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wire Electrical Discharge Machining Of Feal Intermetallic Sinters Without And With Addition Of Nano-Al2O3 Oxide Ceramic

Ziętala M., Durejko T., Łazińska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2447--2456

EN

The influence of the parameters of wire electrical discharge machining (WEDM) on the surface layer of FeAl based sinters with and without Al2O3 nanoceramic addition has been studied in this paper. The properties of the sinters surface layer were controlled by WEDM parameters, including time of interval (tp) and amplitude of current (IA). The WEDM roughing and finishing treatments were carried out for selected technological parameters of process. The surface texture (ST) of the sinters after WEDM was analyzed by profilometer method. Theoretical parameters describing abrasive wear resistance of investigated sinters were estimated on the basis on the load capacity curve. On the basis on obtained results it can be stated that there is possibility of shaping geometry of nano- Al2O3 doped and undoped FeAl sinters by WEDM. Reduction of the time of interval (t p) and increase of current amplitude (IA) during WEDM deteriorate surface properties. Addition of nano- Al2O3 improve the quality of the obtained surface. Applied parameters of WEDM improve theoretical abrasive wear resistance and lubricant maintenance of the nanoceramic doped material in comparison with undoped sinter.

PL

W niniejszej pracy analizowano wpływ parametrów cięcia elektroerozyjnego (ang. WEDM – wire electrical discharge machining) na warstwę wierzchnią spieków na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl bez i z dodatkiem nanoceremiki Al2O3. Poprzez zmianę parametrów obróbki elektroerozyjnej, tj. czas przerwy (tp) i natężenie prądu (IA), sterowano właściwościami warstwy wierzchniej obrabianych spieków. Dla wybranych parametrów technologicznych procesu przeprowadzono obróbkę zgrubną i wykańczającą. Strukturę geometryczną powierzchni (SGP) spieków po obróbce elektroerozyjnej analizowano za pomocą metody profilometrycznej. Parametry charakteryzujące teoretyczną odporność na zużycie ścierne zostały oszacowane na podstawie krzywych nośności Abbotta-Firestone’a. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że istnieje możliwość kształtowania geometrii spieków FeAl bez i z dodatkiem nanoceramiki Al2O3 za pomocą obróbki elektroerozyjnej WEDM. Wraz ze skróceniem czasu przerwy i wzrostem natężenia prądu podczas obróbki wzrasta chropowatość obrabianych powierzchni, natomiast dodatek nanoceramiki poprawia jakość otrzymanych powierzchni. Zastosowane parametry obróbki WEDM poprawiły teoretyczną odporność na zużycie ścierne i zdolność do przechowywania środka smarnego powierzchni spieków domieszkowanych nanoceramiką, w porównaniu do materiału niedomieszkowanego.

2

Analysis of surface layer of Fe40Al sintered with addition of nano- Al2O3 oxide ceramics after electrical discharge machining

Durejko T., Ziętala M., Łazińska M.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 3

258-263

EN

The influence of the parameters of wire electrical discharge machining on the surface layer of Fe40Al based sinters with Al2O3 nanoceramics has been studied. The properties of the sinters surface layer were controlled by electric discharge machining roughing and finishing with 0.25 mm wire, where the operating conditions were: time of interval (tp) and amplitude of current (IA). On the basis of the load capacity curve, parameters describing the investigated sinters against abrasive wear were estimated. Changes in the materials microstructure in the sinters surface layer were also defined. Analysis of the sinters surface texture (ST) exhibited a slight influence of the kind of treatment (roughing, finishing). The smallest values of roughness were obtained for a current value of IA = 40 A for 100 μs long intervals, after finishing treatment (Ra = 1.46 μm) and roughing treatment (Ra = 1.68 μm). The treatment parameters influence the condition of the treated surface. The parameters of the load capacity curve are also influenced by the discharge machining technological parameters. Final treatment improves theoretical abrasive wear (Rpk). The Rpk parameter values decrease with an IA current decrease. The best resistance to abrasive wear (Rpk = 2.4 μm) was found for sinters after finishing treatment with a 100 μs long interval (tp) and current of IA = 40 A. The sinters microstructure after discharge machining does not exhibit significant changes. The width of the layer exhibiting changes is just a few micrometers and is independent of the operating parameters.

PL

W pracy przeanalizowano wpływ parametrów obróbki elektroerozyjnej na stan warstwy wierzchniej spieków na osnowie fazy Fe40Al domieszkowanych nanoceramiką Al.2O3. Strukturę geometryczną powierzchni (SGP) uzyskanych spieków kształtowano za pomocą zgrubnej i wykańczającej obróbki elektroerozyjnej drutem o średnicy 0,25 mm, sterując czasem przerwy tp oraz amplitudą natężenia prądu IA. Na podstawie krzywej nośności wyznaczono parametry charakteryzujące badane spieki pod względem odporności na zużycie ścierne. W celu określenia zmian strukturalnych warstwy wierzchniej po cięciu elektroerozyjnym przeprowadzono badania mikroskopowe przygotowanych zgładów metalograficznych. Analiza SGP spieków wykazała nieznaczny wpływ rodzaju zastosowanej obróbki (zgrubna, wykańczająca). Najmniejszą wartość chropowatości powierzchni po obróbce wykańczającej (Ra = 1,46 μm) w porównaniu do powierzchni po obróbce zgrubnej (Ra = 1,68 μm) uzyskano dla natężenia prądu IA = 40 A z czasem trwania przerwy między impulsami tp równym 100 μs. Wraz ze wzrostem natężenia prądu IA odnotowano wzrost chropowatość powierzchni. Zredukowane parametry nośności zmieniają się w zależności od przyjętych parametrów obróbki elektroerozyjnej. Przeprowadzenie obróbki wykańczającej poprawia odporność powierzchni na zużycie ścierne (Rpk). Wartość parametru Rpk maleje wraz ze zmniejszeniem natężenia prądu IA. Największą odporność powierzchni na zużycie ścierne (Rpk = 2,4 μm) odnotowano dla spieku po obróbce wykańczającej z czasem przerwy tp = 100 μs i natężeniem prądu IA = 40 A. Mikrostruktura spieków po obróbce elektroerozyjnej nie wykazuje znaczących zmian. Niezależnie od parametrów obróbki szerokość zmienionej warstwy wynosi kilka mikrometrów.

3

Konstytuowanie warstwy wierzchniej spieków FeAl+Al2O3 mikroobróbką elektroerozyjną

Durejko T., Zarański Z., Sulej S.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 2

190-194

PL

Kompozyty na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl umacniane cząstkami Al2O3 są postrzegane jako zamienniki dla obecnie stosowanych stopów żaroodpornych i żarowytrzymałych. Wytwarzanie tego typu materiałów tradycyjnymi metodami topienia i odlewania wiąże się ze stosowaniem dodatkowej, skomplikowanej obróbki cieplno-plastycznej, co znacznie wydłuża i podraża proces technologiczny. Prowadzone badania technologiczne kompozytów FeAl+Al2O3 wskazują na przydatność podczas ich wytwarzania technik z obszaru metalurgii proszków. Powoduje to jednak znaczne ograniczenia, jeśli chodzi o obróbkę końcową spieku. W tym przypadku jedną z metod kształtowania struktury warstwy wierzchniej może być obróbka elektroerozyjna. W badaniach prezentowanych w niniejszej pracy jako materiał badawczy wykorzystano kompozyty FeAl+Al2O3 otrzymane metodą dwuetapowego spiekania mieszaniny czystych technicznie proszków żelaza i aluminium. Właściwości warstwy wierzchniej kształtowano za pomocą zgrubnej i wykańczającej obróbki elektroerozyjnej drutem o średnicy 0,1 i 0,25 mm (WEDM). Przeanalizowano wpływ wariantów obróbki elektroerozyjnej na strukturę geometryczną warstwy wierzchniej. Na podstawie krzywej nośności wyznaczono parametry charakteryzujące badane spieki pod względem odporności na zużycie ścierne. Dodatkowo określono zmiany mikrostruktury w warstwie wierzchniej spieków.

EN

The iron aluminides FeAl have been among the most widely investigated intermetallics. For example, they have relatively low density, high stiffness, and excellent resistance to oxidation and corrosion at elevated temperature. Their major disadvantages is the susceptibility to environmental embrittlement at room temperature, very poor strength and creep resistance above 600° C. This problem can be partially solved by microalloying and oxide dispersion strengthening (ODS). The cost of manufacturing process is essential part of all costs, especially for new materials, so there are many trials to introduce unconventional solutions of processing or to modificate well known technologies, such powder metallurgy (PM). We proposed a PM process termed sintering at cyclic loading, as an alternative fabrication method, by which dense FeAl intermetallics were produced successfully from elemental powder mixtures with addition nanosize Al2O3. The FeAl+Al2O3 composite was obtained by two-stage sintering of elemental iron and aluminium powders with a 1% volumetric addition of nano-Al2O3. In the first stage of a processing, a powder charge was compacted/sintered under cyclically pressure. Structurally inhomogeneous powder compacts were then loosely sintered in argon atmosphere. The obtained sinters with composite structures were treated via two-variant (different wire diameter - 0.1 and 0.25 mm) roughing and finishing wire electrical discharge machining (WEDM). Sinters microstructure and surface texture (ST) after WEDM process were analyzed. On the base of measured roughness profiles a load capacity curve and quantitative parameters determining abrasive wear resistance of investigated sinters were found. Additionally, a 3D spatial roughness profile was registered for each sample. It was found that height of roughness after 0.25 mm wire finishing EDM is about one and a half time and three times lower than sinter roughness after 0.1 mm wire roughing and 0.1 mm wire finishing EDM, respectively.