Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of workpiece speed on microhardness and residual stresses in vacuum-carburised 20MnCr5 steel using the single-piece flow method

Sawicki J., Januszewicz B., Sikora M., Witkowski B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2022

|

Vol. 115, nr 2

66--75

EN

Purpose: To determine the impact of selected conditions of abrasive treatment on the value and distribution of microhardness and residual stresses in layers carburised by a continuous single-piece flow method. Design/methodology/approach: Reference pieces were low pressure carburised at 920°C and then heat-treated in a 4D Quench heat treatment chamber at a pressure of 7 bar and tempered at 190ºC for 3 hours. In the next stage, samples were ground at various vw piece speeds, introducing grinding fluid into the cutting zone using the WET spraying method or using the MQL method at a minimum flow rate. The distribution of microhardness and residual stresses generated in the technological outer layer of the pieces following heat and chemical treatment and the grinding process was measured. Findings: Results of the tests indicated that the vw piece speed and method used to supply cooling and lubricating fluid to the grinding zone had an impact on selected parameters of the technological outer layer of flat samples made of 20MnCr5 steel. The process of grinding using an electrocorundum grinding wheel results in a deterioration of residual stresses in the material. For each of the three analysed vw piece speeds, reduced changes in material microhardness prior to cutting occur in the outer layer of samples ground using GF supplied at a minimum flow rate using the MQL method. Research limitations/implications: Environmental considerations and having to conform to increasingly stringent regulations related to environmental protection and employee safety motivate researchers and businesses to entirely eliminate or reduce the use of grinding fluids in the grinding process and, therefore, to optimise grinding technology. Practical implications: Modern manufacturing industry requires the grinding process, which follows heat and chemical treatment, to be performed with the highest possible efficiency. However, retaining high parameters of the technological outer layer in comparison to the sample material following vacuum carburisation (before grinding) is extremely difficult. An optimised configuration of parameters of the grinding process and method of supplying grinding fluids enables meeting the current and future high expectations of the industry in this regard. Originality/value: The tests have enabled us to determine the impact of the applied vw workpiece speed and method of supplying grinding fluid on microhardness and residual stresses. Generally speaking, grinding with an electrocorundum grinding wheel results in a deterioration of residual stresses. For both methods of supplying GF (WET and MQL), the distribution of microhardness in the material of the samples ground with the highest workpiece speed (18.0 m/min) indicated no significant differences with regard to the distribution of microhardness in the material of the samples following heat and chemical treatment.

2

Quality-cost analysis of modern carburising technology implementation in the production cycle of cog elements for the aviation industry

Pawęta S., Pietrasik R.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 87, nr 2

75--84

EN

Purpose: The aim of the study was to analyse the possibility of introducing vacuum carburising technology with pre-nitriding in the aviation industry. Design/methodology/approach: The samples have been tested with new technology and the planet gear requirements for aviation applications were determined. The effect of pre-nitriding technology used before vacuum carburising was also investigated for antidiffusional surface protection. A cost analysis of replacing the conventional technology with a new low-pressure carburising technology has also been introduced. Findings: Structural characteristics of the obtained layers were determined in terms of carbon concentration distribution, effective and total thicknesses, hardness of the surface and core, structure, grain size, residual austenite content and lack of decarburization and internal oxidation. The degree of degradation of various forms of anti-diffusion protections in the form of pastes and coppering and their effect on the surface layer have also been investigated. The comparative economic analysis of the use of conventional and vacuum technologies, namely the carburization in a function of the required thickness of the hardened layer and temperatures of processes, has also been made. Research limitations/implications: Basing on the studies and analyses carried out in this work, it can be concluded that the introduction of pre-nitriding carburising technology instead of conventional carburising technology in endothermic atmosphere is justified qualitatively and economically alike. Practical implications: The analysis of the test results confirms that it is possible to meet the requirements of the aviation industry through high temperature pre-nitriding vacuum carburising. The results of anti-diffusion protection tests confirm that it is possible to use anti-fouling pastes instead of electrolytic copper. Cost analysis confirms the economic benefits of implementing a new technology. The implication of the above is the willingness of the proposed technology to allow testing in the aviation industry. Originality/value: The research confirming the fulfilment of quality requirements set for hardened layers in aviation applications which also have an economic advantage.

3

Effect of Boron on the structure and mechanical properties of PM Fe-Si compacts after through vacuum carburising

Widanka K.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. 11, no 2

469-477

EN

The work was aimed at determining the influence of boron on the structure and mechanical properties of sintered steels obtained by through vacuum carburising of Fe-Si compacts. Vacuum carburising with immediate sintering of the compacts made of a mixture of iron ASC100.29, silicon and ferroboron powders was carried out at 1050 and 1150 C in a laboratory vacuum furnace. The structures of surface layer and core, as well as selected mechanical properties of the obtained sintered alloys were studied. It was found that the boron addition up to 0.015% improved the strength characteristic of the examined steels.

PL

Celem pracy było określenie wpływu boru na strukturę i wybrane własności mechaniczne wyprasek żelaznych z 1% dodatkiem krzemu poddanych nawęglaniu próżniowemu na wskroś. Proces nawęglania połączony z jednoczesnym spiekaniem wyprasek wykonanych z proszków żelaza ASC100.29, krzemu i żelazoboru przeprowadzono w laboratoryjnym piecu próżniowym, w temperaturach 1050 C i 1150 C. Badano i analizowano strukturę warstwy wierzchniej i rdzenia stali spiekanych o zmiennej na przekroju zawartości węgla, otrzymanych w wyniku zastosowanej metody. Wykazano, że mikrododatek boru w ilości do 0.015% poprawia charakterystykę wytrzymałościową badanych stali spiekanych z krzemem.

4

Effect of phosphorus on vacuum carburising depth of iron compacts

Widanka K.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. 10, no 1

85-91

EN

The work was aimed at determining the effect of phosphorus on vacuum carburising of iron compacts with density over 7.2 gcm-3. An attempt was made to determine the effectiveness of phosphorus on carbon diffusion rate into the material of compacts with no additional effect of interconnected porosity. Vacuum carburising of compacts, made with a blend of powders ASC100.29 and PASC60, was carried out at 1050 °C in a laboratory vacuum furnace. The effect of phosphorus content within 0.1% to 0.6% on the vacuum carburising depth was analysed. It was found that the phosphorus addition up to 0.4% increased the carburising depth by ca. 20% in comparison with the compacts of pure iron.

PL

Celem pracy było określenie wpływu fosforu na przebieg nawęglania próżniowego wyprasek żelaznych o gęstości powyżej 7,2 gcm-3. Podjęto próbę oceny efektywności oddziaływania fosforu na szybkość dyfuzji węgla w głąb materiału wyprasek bez dodatkowego wpływu porowatości otwartej. Nawęglanie próżniowe wyprasek, wykonanych z mieszanki proszków żelaza ASC100.29 i PASC60, przeprowadzono w temperaturze 1050 °C, w laboratoryjnym piecu próżniowym. Analizowano wpływ dodatku fosforu, o zawartości z zakresu 0,1-0,6%, na głębokość nawęglania próżniowego badanych wyprasek. Wykazano, że fosfor dodany do proszku żelaza w ilości 0,4% zwiększa głębokość nawęglania wyprasek o ok. 20% w porównaniu do wyprasek z czystego żelaza.

5

Nawęglanie próżniowe stali niskostopowej DC04 w atmosferze węglowodorów alifatycznych

Hermanowicz P., Smolik J.

Problemy Eksploatacji

|

2008

|

nr 1

21-34

PL

W artykule przedstawiono wyniki projektowania parametrów technologicznych procesu nawęglania próżniowego stali niskowęglowej DC4 w celu uzyskania założonych parametrów warstwy nawęglanej, tj. powierzchniowego stężenia węgla IcSurf, efektywnego stężenia węgla IcEfect oraz efektywnej grubości warstwy nawęglanej DcEfect. Proces projektowania parametrów technologicznych nawęglania próżniowego przeprowadzono z wykorzystaniem pakietu symulacyjnego SimVac Plus v.2.7.3(EN). Dla otrzymanych warstw nawęglanych przeprowadzono badania zmian zawartości węgla (GDOES) oraz rozkłady zmian twardości (Vickers) w funkcji odległości od powierzchni. Dokonano porównania rzeczywistych zmian zawartości węgla w wytworzonych warstwach nawęglanych ze zmianami wyznaczonymi w procesie symulacji. Dla wytworzonych warstw nawęglanych przeprowadzono również analizę zmian twardości w funkcji odległości od powierzchni, na podstawie której określono przedziały twardości uzyskiwane w stali DC4 dla danej wartości stężenia węgla i parametrów obróbki cieplnej.

EN

This paper presents the results of the research work concerning the design of the vacuum carburising processes of low carbon steel grade DC4, in order to obtain the required parameters of carburising zone, i.e. surface concentration of carbon IcSurf, efficient concentration of carbon IcEfect and the efficient thickness of carburising zone DcEfect. The special simulation software SimVac Plus v.2.7.3(EN) was used in this research. For all the investigated structures, the authors carried out chemical composition analysis with the use of the GDOS method and hardness patterns in the changes of depth of the carburising zone with the use of the Vickers method. The results of investigations into chemical composition of carbon were compared with the results obtained by the simulation method. The authors carried out the analysis of the range of hardness of low carbon steel grade DC4, which was obtained for different chemical compositions of carbon and for the selected parameters of heat treatment.

6

Wspomaganie doboru parametrów nawęglania próżniowego poprzez symulację komputerową

Górecki M., Krasiński A., Kula P.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

487-489

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań grubości warstw nawęglonych oparte na rzeczywistych procesach przeprowadzonych na stanowisku do nawęglania próżniowego oraz symulacji komputerowej przy pomocy programu CFX-5.5.1. Wykonana została symulacja dla warunków rzeczywistych, w celu późniejszego przeprowadzenia optymalizacji zakresu ciśnień w procesie nawęglania próżniowego.

EN

The paper presents results of carburized layers investigation, based on real carburizing processes and computer simulation using code CFX-5.5.1. The computer simulation was performed for real conditions, in order to prepare a method of this process future optimization.

7

Nowe technologie utwardzania powierzchniowego ograniczające zmęczenie stykowe części maszyn.

Gawroński Z., Kula P., Pietrasik R., Sawicki J.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2001

|

Vol. 36, nr 2

19-31

PL

W pracy zbadano wpływ azotowania i nawęglania próżniowego na stan naprężeń własnych w warstwach wierzchnich stali SW7M (azotowana) i 15HN (nawęglana). Stworzono bazy danych dotyczących rozkładów naprężeń własnych w warstwie wierzchniej w oparciu o metodę Waismana-Phillipsa, którą następnie zweryfikowano zmodyfikowaną metodą dyfrakcji rentgenowskiej sin kwadrat Psi. Na przykładzie mechanizmu krzywkowego rozdzielacza pompy wtryskowej paliwa (stal SW7M azotowana próżniowo) i koła zębatego o średnim module (stal 15HN nawęglana próżniowo) opracowano model numeryczny dla superponowania naprężeń własnych i pochodzących od obciążeń zewnętrznych. Symulację przeprowadzono Metodą Elementów Skończonych przy wykorzystaniu pakietu ANSYS. Na podstawie analizy widma naprężeń rzeczywistych w warunkach eksploatacji określono kryteria występowania postaci zużycia o charakterze zmęczenia stykowego. Wyniki modelowania zweryfikowano w oparciu o obserwację nadzorowaną seryjnych pomp wtryskowych i kół zębatych.

EN

The influence of low pressure nitriding and vacuum carburising on the residual stress state in M2 HSS (nitrided) and 14CrNi6 (carburized) steel was investigated. The data base; verified by modified square sin Psi x-ray method; of residual stresses distribution in the surface layer, based on Waisman-Phillips method was created. The numerical model for superposing residual stresses and those coming from external loads, on the examples of injection pump cam distribution (made of M2 HSS low pressure nitrided) and toothed wheel of medium module pitch (14CrNi6 after vacuum carburizing), was elaborated. Those computer simulation was executed by means of FEM and ANSYS program. Criteria of wear forms occurrence of contact fatigue character, on the basis of real under work conditions stresses spectrum analysis were performed. The modeling results were verified by the supervised observation of serial injection pump and toothed wheels.