Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kształtowanie właściwości warstw wierzchnich kompozytowych TMMC w procesie azotowania laserowego gazowego stopu tytanu Ti6Al4V

Lisiecki A., Kurc-Lisiecka A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 6

15--19

PL

W artykule opisano wyniki badań procesu azotowania laserowego gazowego warstw wierzchnich stopu tytanu Ti6Al4V za pomocą lasera diodowego dużej mocy o emisji bezpośredniej (HPDDL), emitującego promieniowanie w zakresie bliskiej podczerwieni o długości fali 808 nm, prostokątnym kształcie ogniska wiązki laserowej i równomiernym, wielomodowym rozkładzie energii TEM na przekroju ogniska. Dodatkowo wykonano próby azotowania z zastosowaniem lasera dyskowego o innej charakterystyce wiązki laserowej. Wyniki badań wykazały, iż możliwe jest wytworzenie za pomocą lasera HPDDL warstw wierzchnich kompozytowych Ti/TiNx o wysokiej twardości i bez pęknięć oraz kształtowanie właściwości i topografii powierzchni warstw wierzchnich w szerokim zakresie. W zależności od parametrów procesu i warunków technologicznych możliwe jest wytworzenie warstw wierzchnich o grubości od ok. 0,15 mm do ponad 1,6 mm, z wydzieleniami azotków tytanu δ-TiN oraz ε-Ti2N rozmieszczonymi w osnowie metalicznej stopu tytanu Tiα. Z kolei proces azotowania z zastosowaniem wiązki lasera dyskowego przebiega w sposób odmienny, a efekt azotowania warstw wierzchnich jest nieporównywalny do wyników uzyskanych przy zastosowaniu lasera HPDDL.

EN

The article describes the results of studies on the process of laser gas nitriding of surface layers on the titanium alloy Ti6Al4V conducted by means of continuous wave high power direct diode laser (HPDDL), which emits in the near infrared band at the wave length of 808 nm, with a rectangular shape of the laser beam, and uniform, multimode TEM energy distribution across the laser beam. Additionally the trials of nitriding by the disk laser with different characteristic of the laser beam were conducted. The results showed that it is possible to produce the composite surface layers Ti/TiNx by means of the HPDDL laser, characterized by high hardness and without cracks, and also it is possible to shape the properties and surface topography of the surface layers in a wide range. Depending on the process parameters and technological conditions it is possible to produce the surface layers having thickness from 0,15 mm up to or even over 1,6 mm with precipitations of titanium nitrides such as δ-TiN and also ε-Ti2N evenly distributed in the metallic matrix of titanium alloy Tiα. In turn, the process of surface layers nitriding by the disk laser is different and the results are not comparable to those obtained by application of the HPDDL laser.

2

Ocena jakości warstw wierzchnich kompozytowych napawanych GMA w sposób zrobotyzowany na powierzchniach krzywek przesiewacza koksu ze stali HTK 900H

Lisiecki A., Nowak W., Kurc-Lisiecka A., Waląg G.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 9

87--90

PL

Przedmiotem badań była analiza wpływu parametrów procesu zrobotyzowanego napawania GMA drutem rdzeniowym EnDOtec DO48 o średnicy 1,6 mm powierzchni roboczych krzywek przesiewacza koksu ze stali trudnościeralnej HTK 900H na jakość, kształt i odporność na zużycie ścierne napoin. Próby napawania prowadzono z zastosowaniem robota spawalniczego Reis SRV6 oraz synergicznego urządzenia spawalniczego TotalArc 5000. Napoiny próbne wykonane drutem rdzeniowym EnDOtec DO48 wykazują cechy materiału kompozytowego z węglikami wolframu osadzonymi w osnowie metalicznej. Rozmieszczenie węglików na przekroju poprzecznym napoiny jest niejednorodne, gdyż gromadzą się one głównie w pobliżu linii wtopienia napoin. Twardość metalu osnowy przekracza 52 HRC, przy twardości podłoża ze stali HTK 900H w zakresie 33 do 35 HRC. Pomimo pęknięć poprzecznych, napoiny wykazują o rząd wielkości wyższą odporność na zużycie ścierne typu metal-metal w próbie ball-on-plate.

EN

The subject of the study was to analyse the influence of process parameters of robotic GMA cladding, by cored wire EnDOtec DO48 having a diameter of 1,6 mm, of cams working surfaces of coke screening plant made of HTK 900H wear resistant steel on the quality, shape and abrasive wear resistance of test surface layers. The test of cladding were performed by means of a welding robot Reis SRV6 and a synergic welding machine TotalArc 5000. The test surface layers produced by the cored wire EnDOtec DO 48 exhibit characteristics of composite material with tungsten carbides embedded in the metal matrix. Distribution of carbides on the cross-section of surface layers is inhomogeneous, because the carbides accumulate near the fusion line. Hardness of the metallic matrix exceeds 52 HRC and the hardness of the substrate of HTK 900H steel is in the range of 33 to 35 HRC. Although transverse cracks, the surface layers exhibit an order of magnitude higher resistance to the metal-metal wear type during the ball-on-plate tests.

3

Composite zones produced in situ in the Ni3Al phase

Olejnik E., Janas A., Sikora G., Tokarski T., Nowak J.

Archives of Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 13, iss. 1

107--112

EN

The study presents the results of research on the development of composite zones in castings based on the intermetallic phase of Ni3Al. Composite zones were obtained by placing packets with substrates for the reaction of titanium carbide in a foundry mould. To provide a variable carbides content in the composite zone, two compositions of the packets were prepared. The first packet contained only substrates for the reaction of TiC synthesis; the second one also contained a filler. The resulting composite zones in castings were examined for the filler effect on changes in the volume fraction, size and morphology of carbides in the zone. In addition, the effect of filler on the mechanical properties of the zone was verified, observing changes of Vickers hardness in this area. It was found that the presence of filler in the composition of the packet for synthesis reduced the content of carbides, as well as their size and morphology. Lower surface content of carbides reduced hardness of the zone, which enabled smooth control of the mechanical properties. At the same time, the use of the selected filler did not disturb the course of the TiC carbide synthesis.

4

Potencjodynamiczna charakterystyka elektroosadzania warstw kompozytowych Ni-P+TiO₂ na potrzeby energetyki wodorowej

Łosiewicz B.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 7

1362-1366

PL

Przedstawiono potencjodynamiczną charakterystykę procesu tworzenia warstw kompozytowych Ni-P+TiO₂ oraz, w celach porównawczych, warstw Ni-P i Ni. Elektroosadzanie prowadzono techniką współosadzania amorficznego niklu i proszku TiO₂ in situ z zawiesinowej kąpieli galwanicznej na wirującej elektrodzie. Ustalono optymalne warunki otrzymywania warstw pod kątem ich potencjalnego zastosowania do elektrowydzielania wodoru oraz dokonano fizykochemicznej charakterystyki elektrod.

EN

Composite Ni-P/TiO₂ layers were electrodeposited from TiO₂ suspension in aq. soln. of NiSO₄, NH₄Cl, AcONa, H₃BO₃ and NaH₂PO₂ on rotating Cu electrode at varying current d. and electrode rotation speed and studied for chem. compn. and microstructure. The optimum TiO2 content in the bath was 100 g/L, the optimum current d. 250 mA/cm². The composite layers showed a better developed surface than the resp. Ni or Ni-P layers electrodeposited for comparison.

5

The mechanism of the surface alloy layer creation for cast steel

Walasek A., Szajnar J.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 1

115-118

EN

The paper presents a detailed description of the process of creation of a surface alloy layer (using high-carbon ferrochromium) on the cast steel casting. The mechanism of the surface alloy layer is based on the known theories [5,6]. The proposed course of formation of the layers has been extended to decarburization stage of steel. The research included proving the presence of carbon-lean zone. The experiment included the analysis of the distribution of elements and microhardness measurement.

6

Przemieszczenia nawiniętego wzmocnienia kompozytowego zbiornika ciśnieniowego

Kościuk J., Błażejewski W., Rybczyński R.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

[R.] 17, nr 6

470-474

PL

W pracy badano przemieszczenia w warstwie kompozytowej (wykonanej metodą nawijania) zbiornika ciśnieniowego. Oplot kompozytowy o grubości ok. 4,5 mm wykonano metodą nawijania na mokro z włókna szklanego i żywicy epoksydowej na linerze stalowym o grubości ścianki 1,25 mm i średnicy 113 mm. Zbiorniki w stanie obciążonym i bez obciążenia poddano skanowaniu światłem strukturalnym. Stan obciążony uzyskiwano przez ściskanie osiowe z siłą 240 kN gumy znajdującej się wewnątrz części cylindrycznej butli. Z uzyskanych wyników skanowania sporządzono modele 3D nawiniętej warstwy w stanie obciążonym i bez obciążenia. Porównanie modeli 3D pokazuje występowanie przemieszczeń o różnej wartości zależnej od charakterystycznych punktów architektury włókien wzdłuż tworzącej zbiornika. W miejscach przeplotów oraz obszarach pierwszych nawiniętych wiązek przemieszczenia są mniejsze od przemieszczeń występujących w obszarach bez przeplotów oraz wiązek nawijanych jako ostatnie - zewnętrzne.

EN

The displacements in the wound layer of the high pressure composite vessels have been investigated. The composite pressure vessels have been made by wet filament winding of the glass fiber roving impregnated with the epoxy resin (composite layer thickness: 4,5 mm) on the steel liner (diameter: 113 mm, wall thickness: 1,25 mm). After scanning of the loaded (inner axial compression with 240 kN force) and the unloaded pressure vessels with structured light scanner, 3D cylinder models (loaded and unloaded) have been built. The results obtained from the comparison of the 3D models indicate the different levels of the displacements which seem to be related to the characteristic points of the winding architecture. The displacements in the interweavings zones (undulation zone) and the displacements near to the first wound bundles are smaller than these in the areas out of the interweavings and near to the latest wound bundles.

7

Composite layers with ceramic matrix modified with glassy carbon destined for oil-less sliding pairings

Posmyk A., Wistuba H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

909-917

EN

The paper presents basic knowledge about producing and some results of tribological and metallographical research on composite layers with porous, anodic hard coating matrix which were modified with glassy carbon nanotubes. These composite layers were formed as surface layers of machine parts operating under conditions of sparse lubrication (limited lubrication) and friction in air. The layers were tested at sliding mating with EN-GJL-350 cast iron used for piston rings in combustion engines and air compressors. On the basis of the metallographical tests was the structure of the composite layer described. It was fount that on the surface of the oxide is a glassy carbon layer and in the pores of oxide are regullary carbon nanotubes. On the basis of the obtained results of tribological tests it was found that glassy carbon layer on the oxide surface shorts the wering-in time, and the glassy carbon nanotubes formed inside the pores of anodic hard coating upon EN-AW-6061 aluminum alloy prove to be effective solid lubricants and complement lubrication function of the graphite in cast iron. Consequently the coefficient of friction was lower than in case of nanotubes-free oxide layers.

PL

W pracy przedstawiono podstawy wytwarzania oraz wyniki badan metalograficznych i tribologicznych warstw kompozytowych na osnowie porowatej, anodowej warstwy tlenkowej modyfikowanej weglem szklistym. Warstwy te zostały wytworzone jako warstwy powierzchniowe czesci maszyn współpracujacych slizgowo w warunkach ograniczonego smarowania (oszczednego) oraz w warunkach tarcia technicznie suchego. Warstwy te zostały przebadane we współpracy slizgowej z zeliwem EN GJL 350 uzywanym na pierscienie tłokowe silników spalinowych i tłokowych sprezarek powietrza. Na podstawie przeprowadzonych badan metalograficznych okreslono budowe i strukture warstw kompozytowych, stwierdzajac ze na powierzchni tlenku wytwarza sie warstewka wegla szklistego, a wewnatrz porów sa regularne nanorurki weglowe. Na podstawie badan tribologicznych stwierdzono, ze znajdujaca sie na powierzchni warstewka wegla szklistego skraca czas docierania skojarzenia a nanorurki weglowe wytworzone w porach anodowej warstwy tlenkowej na stopie aluminium EN-AW-6061 sa skutecznym srodkiem smarowym i wspomagaja funkcje smarne grafitu znajdujacego sie w zeliwie. Współczynnik tarcia w skojarzeniu z warstwa kompozytowa był mniejszy niz w skojarzeniu z warstwa tlenkowa.

8

The composition of reaction substrates for TiC carbides synthesis and its influence on the thickness of iron casting composite layer

Olejnik E., Janas A., Kolbus A., Sikora G.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2 spec.

165--168

EN

The effect of reaction substrates for the TiC carbide synthesis on the composite layer thickness produced in cast iron was examined. It was found that, at a constant weight of the charge amounting to 0.5 kg, changing the weight of the, placed in mould, stoichiometric mixture of titanium carbide (from 0.01 to 0.04 kg) changed the thickness of the composite layer from 1 to 15 mm. Carbides synthesis starts directly in mould induced by the temperature of molten alloy poured into this mould (1700 K). The TiC carbides formed in this reaction are later, i.e. during alloy solidification, acting as a base composite material. The size of TiC carbides obtained in the synthesis is from 1 to 10 μm. They occur in the layers as locally compact and coagulated forms. Microstructure, chemical composition and structure of the obtained materials were tested by scanning electron microscopy (SEM), X-ray microanalysis (EDS), and X-ray diffraction (XRD).

9

In situ electrochemical methods for production and porosity characterization of composite Ni-P+TiO2 catalyst coatings

Łosiewicz B.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 1

52-58

EN

The present work deals with the development of new electrochemical ways to improve the electrode material activity towards hydrogen evolution reaction (HER). An in situ composite electrodeposition technique has been proposed to prepare the porous Ni-P+TiO2 coatings. Production of this catalyst material was carried out by simultaneous codeposition of amorphous nickel with titanium dioxide (anatase) powder on a copper substrate from the bath in which TiO2 particles were held in suspension by magnetic stirring. The electrodeposition of the Ni-P+TiO2 coatings was carried out under galvanostatic conditions at room temperature from the plating bath containing nickel sulfate, ammonium chloride, sodium hypophosphite, sodium acetate, boric acid, and an addition of TiO2 powder. The chemical and physical characteristics of the obtained deposits have been discussed. Surface morphology was carried out using a scanning electron microscopy (SEM). Structural investigations were conducted by X-ray diffraction method (XRD). The chemical composition of the coatings was determined by means of atomic absorption spectroscopy (AAS). The in situ method of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was applied to the porosity studies of the coatings. For comparison, the Ni-P and Ni coatings were also obtained and investigated in the same manner. The SEM observations of the surface morphology revealed that the composite Ni-P+TiO2 coatings exhibit the presence of TiO2 particles (diameter of particle below 40 μm) uniformly embedded into the amorphous nickel matrix. The structural investigations of the deposits exhibit the composite structure with an amorphous nickel matrix into which the solid crystalline TiO2 particles are embedded. The optimum production conditions of the porous coatings containing 30.3 wt.% of TiO2 microparticles, were proposed. Such electrochemical codeposition method may be a good alternative in the field of composite large-surface electrodes for HER. The pore geometry was determined by impedance modeling and to explain the impedance behavior of the electrode materials, three electrical equivalent circuits containing: (i) the constant-phase element (CPE), (ii) two-CPE elements and (iii) the finite length porous model, were compared and verified. The electrochemical impedance behavior of the composite Ni-P+TiO2 electrode may be well described using the two-CPE model related to the presence of pear-like shape pores with the diameter of 0.37 [omega] cm2 on the surface, and a simple CPE model for the Ni-P and Ni electrodes containing the flat pores. It has been found that in situ electrochemical methods can be successfully applied for both production and characterization of the large-surface composite coatings with a high performance towards HER.

PL

Warstwy kompozytowe Ni-P+TiO2 otrzymywano techniką in situ współosadzania amorficznego niklu i proszku TiO2 na podłożu miedzi z kąpieli, w której cząstki tlenku tytanu (< 40 μm) utrzymywano w zawiesinie, stosując mieszanie magnetyczne. Elektroosadzanie prowadzono galwanostatycznie w temperaturze pokojowej. W celach porównawczych otrzymano w tych samych warunkach warstwy Ni-P i Ni. W pracy zanalizowano charakterystykę fizykochemiczną osadzanych warstw. Obserwacje morfologii powierzchni warstw wykazują, że cząstki TiO2 są jednorodnie rozmieszczone w osnowie Ni-P. Badania strukturalne potwierdzają strukturę kompozytu o osnowie amorficznego niklu, w której zabudowane są krystaliczne cząstki stałe TiO2 w ilości 30,3% wag. Charakterystyka porowatości powierzchni warstw zrealizowana została techniką in situ, stosując elektrochemiczną spektroskopię impedancji. Badania impedancyjne ujawniły obecność porów w kształcie gruszki o średnicy 0,37 [omega] cm2 na powierzchni warstw Ni-P+TiO2 oraz płytkich porów w przypadku warstw Ni-P i Ni. Stwierdzono, że modyfikacja amorficznej osnowy Ni-P poprzez zabudowanie do niej krystalicznego składnika kompozytu w postaci proszku TiO2 w zaproponowanych optymalnych warunkach prowadzi do otrzymania materiału kompozytowego o silnie rozwiniętej powierzchni, który może stanowić obiecującą alternatywę w obszarze materiałów elektrodowych dla reakcji wydzielania wodoru.

10

Charakterystyki tribologiczne warstwy Al2O3 modyfikowanej grafitem w skojarzeniu ślizgowym z kompozytami polimerowymi

Bara M., Skoneczny W., Kaptacz S.

Tribologia

|

2009

|

nr 4

23-32

PL

W pracy przedstawiono właściwości tribologiczne warstw Al2O3 modyfikowanych grafitem. Ceramiczno-grafitowe warstwy powierzchniowe zostały wytworzone na stopie aluminium EN-AW-5251 technologią "duplex" oraz technologią bezpośrednią. Kompozytowe warstwy powierzchniowe poddano skojarzeniu z tworzywami: PEEK, PEEK/BG oraz T5W, wykorzystywanymi do produkcji uszczelnień urządzeń tłokowych. Testy tribologiczne przeprowadzono na testerze T-17 dla ruchu posuwisto-zwrotnego w warunkach tarcia technicznie suchego. W pracy przedstawiono również rezultaty badań stereometrycznych ceramiczno-grafitowych warstw, przed i po teście tribologicznym. Analiza wyników badań tribologicznych została uzupełniona o badania morfologii powierzchni warstw użytych w skojarzeniu ślizgowym.

EN

The paper presents the tribological properties of Al2O3 coatings modified using graphite in a sliding contact with polymer composites. Ceramic-graphite upper surface layers formed on the aluminium alloy EN-AW-5251 using the duplex technology as well as a direct technology were subjected to a contact with the following materials: PEEK, PEEK/BG and T5W, on a T-17 tester under technically dry friction conditions. The tests were carried out at a constant unit pressure of 0.5 MPa and at a constant average sliding speed of 0.2 m/s for all the investigated couples. The tests were carried out along a 6 km distance in four stages, after which the polymer wear was measured. The analysis of the tribological test results has shown a significant reduction of the friction forces and material wear being the result of a modification of the oxide coatings. It has been also found that a modification of polymers with graphite and carbon has a positive impact on their tribological properties, which conditions their application in unlubricated kinematic couples.

11

Tribologiczne właściwości ceramiczno-węglowych warstw powierzchniowych otrzymywanych w elektrolitach o różnej zawartości grafitu

Bara M., Skoneczny W., Kaptacz S.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2008

|

nr 4

66-70

PL

W pracy przedstawiono tribologiczne właściwości kompozytowych warstw powierzchniowych tlenek glinu-grafi t. Warstwy otrzymano metodą elektrolityczną, w elektrolitach o różnym stężeniu grafi tu. Wytworzone warstwy skojarzono z tworzywem PEEK/BG w ruchu posuwisto-zwrotnym, w warunkach tarcia bezsmarowego. Przedstawiono rezultaty badań współczynnika tarcia pary ślizgowej i zużycia masowego tworzywa. Celem określenia mikrogeometrii powierzchni warstw tlenku glinu oraz warstw tlenek glinu-grafi t przeprowadzono badania struktury geometrycznej powierzchni za pomocą profi lografometru stykowego, przed i po teście tribologicznym. Zaprezentowano również obrazy struktury i morfologii powierzchni warstw tlenek glinu-grafi t oraz tworzywa PEEK/BG wykonane przy zastosowaniu elektronowej mikroskopii skaningowej.

EN

The paper presents the tribological properties of composite aluminium oxide-graphite surface layers. The layers were obtained by the electrolytic method, in electrolytes with a different graphite concentration. The produced layers were coupled with a PEEK/BG material in reciprocating motion, under lubricant-free friction conditions. The results of research regarding the coeffi cient of a friction couple wear and mass wear of the material are presented. In order to determine the microgeometry of the aluminium oxide layers' surface and of aluminium oxide-graphite layers, investigation was conducted of the geometrical structure of the surface using a contact profi lographometer before and after a tribological test. Images are also presented in the paper showing the structure and surface morphology of aluminium oxide-graphite layers and the PEEK/BG material, taken using scanning electron microscopy.

12

Properties of composite alluminium oxide-graphite layers obtained by an electrolytic method

Bara M., Skoneczny W.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2008

|

Vol. 32, nr 3

61-68

EN

The paper presents the mechanical properties of composite aluminium oxide-graphite surface layers. The layers were obtained by an electrolytic method, on a EN AW-5251 aluminium alloy substrate, in electrolytes with different graphite concentrations. The layers produced were subjected to tests with use of scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results of tests concerning the microstructure, thickness and microhardness of the layers are presented.

PL

W pracy przedstawiono właściwości mechaniczne kompozytowych warstw powierzchniowych tlenek aluminium-grafit. Warstwy otrzymano metodą elektrolityczną na podłożu stopu aluminium EN AW- 5251, w elektrolitach o różnym stężeniu grafitu. Wytworzone warstwy poddano badaniom przy zastosowaniu elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) oraz spektrometrii fotoelektronów (XPS). Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i morfologii powierzchni oraz grubości i mikrotwardości warstw.

13

Właściwości triboiogiczne warstw Ni/Si3N4

Kowalewska M., Trzaska M.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 2

32-37

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu struktury warstw kompozytowych Ni/Si3N4 wytwarzanych metodą redukcji elektrochemicznej na ich właściwości tribologiczne. Badania obejmowały warstwy kompozytowe o mikrokrystalicznej osnowie Ni oraz mikrometrycznych wymiarach cząstek ceramicznej fazy dyspersyjnej Si3N4 i warstwy o nanokrystalicznej strukturze osnowy oraz nanometrycznych wymiarach cząstek fazy ceramicznej. W celach porównawczych badano również warstwy tylko niklowe o strukturach mikro- i nanokrystalicznych. Przedstawiono morfologię samej dyspersyjnej fazy ceramicznej oraz wytworzonych warstw. Określono stopień rozwinięcia powierzchni warstw niklowych i kompozytowych. Zmierzono mikrotwardość materiałów badanych warstw. Badania tribologiczne zrealizowano na stanowisku ze smarowanym węzłem ciernym typu trzy wałeczki-stożek. Określono przebieg zużycia ściernego badanych materiałów w funkcji czasu trwania próby tarcia. Przedstawiono morfologię powierzchni badanych materiałów po próbach tribologicznych. Badania warstw Ni oraz warstw kompozytowych Ni/Si3N4 wykazały, że zarówno zwiększenie stopnia rozdrobnienia struktury materiału osnowy, jak i zmniejszenie wielkości cząstek dyspersyjnej fazy ceramicznej zmniejsza wielokrotnie ich zużycie ścierne.

EN

The influence of the structure of Ni/Si3N4 composite layers produced by the electrochemical method on their tribological properties are presented. Investigations concern the composite layers with microcrystalline nickel matrix and micro-sized Si3N4 disperse phase, as well as composite layers with nanocrystalline nickel matrix and nano-sized Si3N4 disperse phase. For comparison purposes also microcrystalline and nanocrystalline nickel layers have been investigated. Morphologies of the phase composition of Si3N4 powders are performed (Fig. 1). Results of morphological and surface forms examinations of the nickel and composite layers are shown in Figures 2 and 3, and in Figures 5 and 6, respectively. Distributions of SisNd phase particles in nickel matrix are presented in Figure 4. The roughness of the nickel and composite layers are also studied (Fig. 7). Results of examinations of the hardness of the Ni and Ni/Si3N4 layers are reported (Table 1). The course of wear tests as time functions of duration of attempt of the Ni and Ni/Si3N4 layers are presented in Figure 8. The morphologies of nickel an composite layers and their counter samples after wear tests are shown in Figure 9. Increases of the micro-hardness of nanocrystalline composite layers Ni/Si3N4 with the nano-sized SisN4 disperse ceramic phase in comparision with microcrystalline composite layers are identified. In conclusion, it has been checked also that the SisNd disperse phase involved into nanocrystalline as well as microcrystalline Ni surface layers importantly decreases their abrasion wear.

14

Struktura warstw kompozytowych Ni-P/Si3N4 wytwarzanych metodą chemiczną

Wyszyńska A., Trzaska M.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 3

54-58

PL

Przedmiotem badań przedstawionych w niniejszej pracy są warstwy kompozytowe Ni-P/Si3N4 wytwarzane metodą redukcji chemicznej na podłożu stalowym. Zamieszczono wyniki analizy fazowej oraz morfologię stosowanego materiału ceramicznego. Przedstawiono topografię i morfologię powierzchni wytworzonych warstw Ni-P i Ni-P/Si3N4, ich strukturę w przekroju poprzecznym oraz rozmieszczenie cząstek fazy ceramicznej w objętości wytworzonych warstw. Metodą komputerowej analizy obrazu wyznaczono zawartość proszku azotku krzemu w materiale kompozytowym. Zbadano mikrostrukturę warstw niklowych Ni-P i warstw kompozytowych Ni-P/Si3N4 za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Podano również wyniki analizy składu chemicznego warstw Ni-P i Ni-P/Si3N4. Ustalono, że warstwy kompozytowe Ni-P/Si3N4 wytworzone metodą chemiczną charakteryzują się zwartą jednorodną strukturą.

EN

Composite layers with nickel matrix and Si3N4 disperse phase have been the subject of the present authors' investigations. The composite layers have been produced by the chemical reduction method. Results of the phase analysis and morphology of the silicon nitride powder are reported (Figs. 1 and 2). The results of investigations of surface and morphology topography of Ni-P and Ni-P/Si3N4 layers, as well as of the structure of produced layers and distributions of Si3N4 phase in nickel matrix are presented in Figures 4, 5, and 8, respectively. The method of computer analysis of images were applied to determine the content of the dispersed phase of silicon nitride in the composite material. The microstructures of the coatings were examined by transmission electron microscope (TEM) (Figs. 6 and 7). Analysis and distribution of individual elements in Ni-P and Ni-P/Si3N4 layers are presented in Figure 9 and Table 1.

15

Biozgodność warstwy kompozytowej typu Ti3P+Ti-Ni z powłoką hydroksyapatytu

Zajączkowska A., Sowińska A., Cukrowska B., Godlewski M. M., Skołek E., Mróz W., Wierzchoń T., Czarnowska E.

Inżynieria Biomateriałów

|

2006

|

R. 9, nr 58-60

212-214

16

Technologia powierzchniowych warstw kompozytowych i przykłady jej zastosowania

Gawroński J., Szajnar J., Wróbel P.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 19

103-112

PL

W pracy przedstawiono kilka aplikacji przemysłowych wykorzystujących technologię otrzymywania powierzchniowych kompozytowych warstw odpornych na zużycie ścierne. Opracowaną technologię wykorzystuje się w odlewach pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych, które wymagają wysokich własności mechanicznych, przy jednocześnie wysokiej odporności na zużycie niektórych powierzchni. Opracowana technologia powierzchniowych warstw kompozytowych pozwala na otrzymywanie ich na odlewach ze stopów żelaza i metali nieżelaznych.

EN

Casts operating in tough conditions are required to have high mechanical properties, with simultaneous high wear resistance of working surfaces. Obtaining simultaneously of the high plastic properties, serwice life and wear resistance within a single casting is difficult or just impossible. Developed technology for obtaining of the alloyed composite layers on iron and copper alloys castings is apply in many branches of industry production.

17

Formowanie przeciwzużyciowych heterogenicznych warstw powierzchniowych na elementy ślizgowych węzłów tarcia

Madej M., Ozimina D.

Problemy Eksploatacji

|

2005

|

nr 1

35--42

PL

W artykule przedstawiono metodykę wytwarzania kompozytowych warstw powierzchniowych o osnowie metalowej z wtrąceniami drobnodyspersyjnej fazy ceramicznej. Warstwy kompozytowe Ni-P-Al2O3 osadzano sposobem bezprądowym na stali 45. Analiza właściwości otrzymanych warstw wskazuje, że obecność drobnodyspersyjnego Al2O3 wpływa na właściwości wytwarzanych warstw powierzchniowych.

EN

The article presents methods of composite surface layers formation with metal matrix and microdispersion ceramic phase inclusions. Composite layers were deposited current less on the steel 45. The layers analysis presents that the presence of microdispersion Al2O3 has influenced on the characteristics of formed surface layers.

18

Wpływ obróbki cieplnej na właściwości elektrochemiczne powłok Ni+Ti w środowisku alkalicznym

Napłoszek-Bilnik I., Budniok A.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 4

20-24

PL

Powłoki kompozytowe Ni+(55% at.)Ti i Ni+(25% at.)Al+(25% at.)Ti były otrzymywane przez współosadzanie Ni z kąpieli Wattsa zawierającej zawiesinę proszków Ti i AL Powłoki były osadzone na podłożu stalowym w warunkach galwanosta-tycznych. W przypadku powłoki Ni+Al+Ti wyługowano Al w roztworze 5M KOH. Elektroosadzone powłoki wygrzano w temperaturze 1100°C w argonie. W wyniku obróbki cieplnej utworzone zostały fazy międzymetaliczne (Ni3Ti dla powłoki Ni+Ti i Ni3Ti, Ni2Al3, NiTi2 dla powłoki Ni+Al+Ti(-Al) (rys. 3). Przeprowadzono charakterystykę elektrochemiczną powłok przed i po obróbce cieplnej. Elektrochemiczna charakterystyka powłok dotyczyła badań odporności korozyjnej w roztworze 5M KOH. Na podstawie wyników otrzymanych klasycznymi metodami elektrochemicznymi wyznaczone zostały potencjał korozyjny Ekor i gęstość prądu korozyjnego jkor, (tab. 1). Do badań własności elektrochemicznych warstw zastosowano również metodę elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (ESI). Widma impedancyjne rejestrowano przy wartościach Ekor, a następnie dokonano aproksymacji doświadczalnych danych ESI, stosując różne elektryczne modele zastępcze (CPEl, POR) (rys. 4). Warstwa NiTi charakteryzuje się wartością Ekor = -365 mV, jkor = 5,25 uA cm -2; dobra odporność korozyjna tej warstwy wynika z pasywacji Ti w roztworze alkalicznym. Obróbka cieplna powłoki Ni+Ti poprawia jej własności korozyjne (Ekor = 141 mV,jkor = 1,079 uA cm -2) w wyniku utworzenia stabilnych faz międzymetalicznych (tab. 1).

EN

The composite Ni+(55% at.)Ti and Ni+(25% at.)AI+(25% at.)Ti layers were obtained by electrolytic co-deposition of Ni as well as Ti and Al powder suspended in the Watts bath. The layers were deposited on a steel substrate under galvanostatic conditions. In case of the Ni+Al+Ti layer, aluminium was leached out in 5M KOH solution. The as-received layers were heated at 1100°C in argon and the mtermetallic phases (Ni3Ti for the Ni+Ti layer, and Ni3Ti, Ni2Al3, NiTi2 for the Ni+Al+Ti(-Al) layer) were created (Fig. 3). Chemical and physical characteristics of the as-received and heated layers were examineted. Electrochemical characteristics of the layers concerned the investigation of their corrosion resistance in 5M KOH solution. Based on the results obtained using classical electrochemical methods, a corrosion potential, Ecor> and a corrosion current density, jcor, for each layer was determined. As-received Ni+Ti layer was characterized by Ekor = -365mV,jkor = 5,25 uA cm -2; its good corrosion resitance resulted from passivation of Ti in an alkaline solution (Tab. I). Heat treatment of the Ni+Ti layers caused an improvement of the corrosion resistance (Ekor = 141 mV, jkor = 1,079 uA cm -2). The reason of that was the formation of stable intermetallic phases. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was also applied to study the electrochemical properties of the layers. The impedance spectra were registered at the value of Ekon and then, approximation of experimental EIS data using different electrical equivalent models (CPE1 and POR model) have been done (Fig. 4).

19

Wpływ obróbki cieplnej na odporność korozyjną elektrolitycznych powłok niklu z tytanem, molibdenem lub wanadem

Panek J., Budniok A.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 3

62-69

PL

Elektrolityczne warstwy kompozytowe Ni+Me (Me = Ti, Mo, V) otrzymano drogą osadzania niklu z elektrolitu zawierającego zawiesinę proszku molibdenu, tytanu lub wanadu. Warstwy osadzano na podłożu stalowym (St3S) w warunkach galwanostatycznych. Do badań korozyjnych wybrano warstwy zawierające porównywalną ilość składnika proszkowego: około 20% at. Badania składu fazowego osadzonych warstw Ni+Me, przeprowadzone metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich, wykazały, że składają się one z krystalicznej fazy niklu i wbudowanego molibdenu, tytanu lub wanadu (rys. 1a-c). Charakterystykę morfologii powierzchni oraz zgładów poprzecznych warstw, przed i po obróbce cieplnej, przeprowadzono za pomocą mikroskopu skaningowego (rys. rys. 2 i 3). Stwierdzono, że wprowadzenie proszku molibdenu, tytanu lub wanadu do elektrolitycznej osnowy niklowej powoduje otrzymanie warstw charakteryzujących się dużym rozwinięciem i bogatą topografią powierzchni. Obecność skupisk elektrolitycznego niklu osadzonych na powierzchni wbudowanych cząstek proszku metalicznego potwierdza adsorpcyjny mechanizm osadzania tych warstw. Obróbkę cieplną warstw kompozytowych prowadzono w próżni w zakresie temperatur 800:950°C w zależności od rodzaju warstwy. Obróbka ta prowadzi do zmian morfologii powierzchni i składu fazowego warstw. W wyniku zachodzącej reakcji w stanie stałym w warstwie Ni+Ti powstaje faza międzymetaliczna Ni3Ti, w warstwie Ni+Mo tworzy się związek Ni3Mo oraz roztwór stały molibdenu w niklu, a w warstwie Ni+V - jedynie roztwór stały wanadu w niklu (rys. 1d-f). Badania korozyjne warstw kompozytowych prowadzono w środowisku alkalicznym (5M KOH), Miarą odporności korozyjnej warstw były wartości potencjału i prądu korozyjnego - Ekor i jkor, wyznaczone metodą Sterna, a także wartość oporu polaryzacji - Rp i zużycia korozyjnego w mm/rok (tab. 1). Wyznaczone wartości tych parametrów porównywano z wartościami uzyskanymi dla osnowy niklowej. Stwierdzono, iż zmiany składu fazowego i morfologii powierzchni powstałe w wyniku obróbki cieplnej warstw powodują wzrost odporności korozyjnej, czego dowodem są niższe wartości prądu i zużycia korozyjnego, a także wzrost wartości potencjału korozyjnego i oporu polaryzacji. Najwyższą odporność korozyjną wykazywała warstwa Ni+Ti.

EN

Electrolytic composite layers Ni+Me (Me = Mo, Ti, V) were obtained by electrolytic deposition of nickel from an electrolyte containing Mo, Ti or V powder suspension. The layers were plated on steel base (St3S) under galvanostatic conditions. Corrosion tests were conducted on the layers containing comparable amount of incorporated metallic powder: about 20 at.%. The results of structural investigation of the obtained layers by the X-ray diffraction method show, that they consist in crystalline phase of nickel and incorporated Mo, Ti or V (Fig. 1a-c). Surface morphology of obtained layers as well as the cross-sectional images of obtained layers, before and after thermal treatment, were investigated by scanning microscope (Figs 2, 3). It was stated, that incorporation of metallic powder into the electrolytic nickel matrix causes the obtaining of layers characterized by great, developed surface area. The presence of electrolytical nickel nano-agglomerates plated on metallic powder particles confirms the adsorption mechanism of layers' deposition. Thermal treatment of Ni+Me composite layers was conducted in vacuum, at a temperature of 800:950°C, depending on the kind of layer. Thermal treatment changes the surface morphology and phase composition of the layers. As a result of solid-state reaction in Ni+Ti layer Ni3Ti intermetallic compound is arising. Thermal treatment of Ni+Mo layer leads to obtaining Ni3Mo phase and Mo(Ni) solid solution, whereas in Ni+V layer only V(Ni) solid solution is formed (Fig. 1d-f). Corrosion tests of Ni+Me composite layers were conducted in alkaline environment (5M KOH). As a measure of corrosion resistance served the corrosion potential and current values - Ekor and jkor, determined by Stern method, as well as the polarization resistance - Rp and the corrosion rate in nun/year (Tab. 1). The values of these parameters were compared to the values determined for nickel matrix. It was stated, that the changes of surface morphology and phase composition arising as a result of thermal treatment of the layers improved their corrosion resistance, what is confirmed by their lower corrosion current density and the corrosion rate, and by the higher values of corrosion potential and polarization resistance (Tab. 1). The highest corrosion resistance exhibits Ni+Ti layer.

20

Modyfikacja warstw Ni-P wytwarzanych metodą redukcji chemicznej

Wyszyńska A., Trzaska M.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 4

48-52

PL

Tematem prezentowanych badań jest modyfikacja struktury i właściwości warstw Ni-P poprzez wbudowanie cząstek fazy ceramicznej Si3N4, a następnie poddanie ich odpowiedniej obróbce cieplnej. Badaniom poddane zostały warstwy niklowo--fosforowe Ni-P i warstwy kompozytowe Ni-P/Si3N4 wytwarzane metodą redukcji chemicznej. W pracy przedstawiono wyniki analizy fazowej, analizy składu chemicznego oraz badań metalograficznych warstw niklowych i kompozytowych, przed i po ich obróbce cieplnej. Zaprezentowano też wyniki badań mikrotwardości wytworzonych warstw przed i po obróbce cieplnej. Analiza wyników uzyskanych z przeprowadzonych badań wykazała, że wbudowanie drobnodyspersyjnego proszku azotku krzemu spowodowało poprawę właściwości mechanicznych warstwy Ni-P, których dodatkowe udoskonalenie można uzyskać przez odpowiednią obróbkę cieplną warstw Ni-P/Si3N4.

EN

The key topic of the research presented in this paper is the modification of the structure and the studies of properties of the Ni-P coatings through building in particles of the S3N4 ceramic phase followed by a relevant heat treatment. The main subject of the research is focused on the Ni-P nickel-phosphorus coatings together with the Ni-P/Si3N4 composite coatings produced by the chemical reduction method (Fig. 1). The performed investigations cover the results of the phase analysis (Figs 3 and 4), the chemical analysis (Fig. 5 and Table 1) and the metallographic research of the nickel and composite coatings, both prior and after the heat treatment (Fig. 6). The paper also reports the results of the microhardness tests of the produced coatings before and after the heat treatment (Table 2). The analysis of the data obtained from the realized research has shown that building the dispersed powder of Si3N4 into the Ni-P substrate resulted in significant improvements of the mechanical properties of the Ni-P coating. These properties can be additionally increased by an appropriate heat treatment of the Ni-P/Si3N4 coatings.