Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of TIBW anti-wear coating on cutting tools for milling of nickel alloys on tool wear and integrity of state of the technological surface layer

Habrat Witold, Tymczyszyn Jarosław, Skroban Anna, Karkalos Nikolaos

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2024

|

nr 1

23--29

EN

In the article, research was carried out to determine the impact of the TiBW anti-wear coating on the operational properties of cutting tools for machining nickel alloys. The dynamics of tool wear were determined on the basis of changes in the components of the total cutting force, microscopic observation of wear on the flank surface, and observation of wear based on SEM images. The condition of the technological surface layer was also determined in the form of changes in the microstructure morphology and hardening of the surface layer. The research was compared to a reference tool with the same geometry with an AlTiN coating. It was shown, among other things, that TiBW coatings can be used successfully for cutting tools for machining nickel alloys, and that the wear dynamics is similar to those of tools with the AlTiN coating. The analyses confirmed the significant thermomechanical impact of the cutter during machining, manifested by chipping and a tendency to strengthen the processed material. On the basis of observations of the microstructure of the surface layer after processing, it was shown that the thermal conductivity of the TiBW coating may be lower than that of the AlTiN coating, which is reflected in the different depths of the thermomechanical interaction zones.

PL

W ramach przeprowadzonych badan określono wpływ powłoki przeciwzużyciowej TiBW na właściwości eksploatacyjne narzędzi skrawających do obróbki stopów niklu. Określono przy tym dynamikę zużycia narzędzia na podstawie zmian składowych całkowitej siły skrawania, obserwacji mikroskopowej zużycia na powierzchni przyłożenia oraz obserwację zużycia n podstawie obrazów SEM. Określono również stan technologicznej warstwy wierzchniej w postaci zmian morfologii mikrostruktury oraz utwardzenia warstwy przypowierzchniowej. Badania odniesiono do narzędzia referencyjnego o tej samej geometrii z powłoką AlTiN. Wykazano m.in., że powłoki TiBW mogą być z powodzeniem stosowane na narzędzia skrawające do obróbki stopów niklu a dynamiki zużycia jest podobna do narzędzi z powłoką AlTiN. Analizy potwierdziły istotne oddziaływanie termo-mechaniczne freza podczas obróbki objawiające się wykruszeniami oraz tendencją do umocnienia materiału obrabianego. Na podstawie obserwacji mikrostruktury warstwy wierzchniej po obróbce wykazano, że przewodność cieplna powłoki TiBW może być mniejsza niż w przypadku powłoki AlTiN, co objawia się w różnej głębokości stref oddziaływań termo-mechanicznych.

2

Multi-criteria optimization of the turning parameters of Ti-6Al-4V titanium alloy using the Response Surface Methodology

Kluz Rafał, Habrat Witold, Bucior Magdalena, Krupa Krzysztof, Sęp Jarosław

Eksploatacja i Niezawodność

|

2022

|

Vol. 24, no. 4

668--676

EN

The paper depicts an application of Response Surface Methodology (RSM) for predicting selected parameters in turning of Ti-6Al-4V titanium alloy using polycrystalline diamond tool. Response surface plots that are generated by the model helps in determining the optimum combination of input factors (cutting speed vc and feed rate f) for best possible surface roughness (Sa), cutting force (Fc)and temperature (T) for dry and cooling turning. The methodology of multi-criteria optimization was used to establish the interaction between input parameters and given responses.

3

Influence of Minimum Quantity Lubrication Using Vegetable-Based Cutting Fluids on Surface Topography and Cutting Forces in Finish Turning of Ti-6Al-4V

Lisowicz Joanna, Habrat Witold, Krupa Krzysztof

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 1

95--103

EN

Titanium alloys are included in the group of difficult-to-cut materials. The use of different methods to reduce the temperature of the machining zone is one of the factors influencing the performance of the machining. The most commonly used method is flood cooling. On the basis of recent research, the conventionally used cutting fluids can cause some health problems for machine operators. Moreover, it was found that they can cause some problems for the environment during storage and disposal. Therefore, in recent years, the aspects of the use of biodegradable fluids and the reduction of the number of metalworking fluids used in machining processes have received much more attention. In this study, the effect of the application of three different vegetable oil-based cutting fluids was evaluated for minimum quantity lubrication (MQL) in finishing the Ti-6Al-4V titanium alloy on surface topography and cutting force components. The same tests were conducted for dry cutting conditions and the results were compared with those after machining with MQL. It was found that the best surface roughness was obtained with the use of the mixture of 50% vegetable oil and 50% diester (1PR20) under all the cutting parameters considered. The biggest differences in the values of the Sa and Sz parameters can be noticed for the lowest feed rate. For the feed rate f = 0.1 mm/rev, the Sa parameter values were approximately 32% and 24% lower for MQL with 1PR20 compared to MQL to LB2000 and dry cutting conditions, respectively. In terms of cutting force components, the lowest values were obtained for the MQL with 1PR20 machining. The values of the main cutting force were about 15% lower compared to the MQL with LB2000 cutting conditions for all the cutting parameters considered.

4

Cutting Mechanics when Turning Powder Metallurgy Produced Nickel-Cobalt Base Alloy with a Cubic Boron Nitride Insert

Daź Waldemar, Habrat Witold, Tymczyszyn Jarosław, Krupa Krzysztof

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 4

163--175

EN

For the critical aero-engine parts it’s important to understand influence of cutting tools, cutting parameters, tool ware etc. on near surface condition which highly affect fatigue strength and at the same part life-time. New material implemented for the latest designs of aero-engines parts generate challenges for machining processes to fulfil strict requirements of aviation standards. Finish machining is the most important stage of process influencing fatigue strength. cBN tool are often used for final stage of machining. The objective of this study was analysis of cutting mechanics during finish turning of modern nickel-cobalt based alloy with cBN insert. Observations of cutting tool wear and cutting parameters influence on the components of cutting force, surface roughness and residual stress are presented in this paper.

5

Investigation of the tribological performance of AlTiN coated cutting tools in the machining of Ti6Al4V titanium alloy in terms of demanded tool life

Grzesik Wit, Niesłony Piotr, Habrat Witold

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 1

153--158

EN

This paper presents a multi-factorial approach to the tool wear evolution when machining Ti6Al4V titanium alloy using high temperature resistant AlTiN coated cutting tools. Machining conditions were selected based on the technological database of machining titanium alloys in aircraft plants. The main novelty of this study is that tool wear progress within the tool life of about 20 min is assessed integrally in terms of mechanical, thermal and tribological process outputs such as cutting forces, cutting energy and cutting temperature. Moreover, the specific cutting energy (SCE), thermal softening effect and friction coefficient (CoF) were determined when recording tool wear curves. Some important research findings concerns distinguishing the three characteristic wear periods with distinctly different values of SCE and CoF. In particular, it was revealed that the formation of ceramic protective layer (CPL) on the AlTiN deposited coating influences friction and the tool wear mechanism.

PL

W artykule przedstawiono wieloczynnikowe podejście do ewolucji zużycia narzędzi podczas obróbki stopu tytanu Ti6Al4V przy użyciu narzędzi skrawających powlekanych, odporną na wysoką temperaturę, powłoką narzędziową AlTiN. Warunki obróbki zostały ustalone w oparciu o technologiczną bazę obróbki stopów tytanu stosowaną w przemyśle lotniczym. Główną nowością w ocenie przedstawionych badań jest to, że postęp zużycia narzędzia w okresie jego trwałości rzędu 20 minut jest oceniany integralnie, głównie pod względem mechanicznych, termicznych i trybologicznych efektów procesu skrawania, takich jak siły skrawania, energia i temperatura skrawania. Ponadto wyznaczono, adekwatne do zarejestrowanych krzywych zużycia narzędzia, wartości energii właściwej skrawania (EWS), zmiękczenia termicznego i współczynnika tarcia (WT). Niektóre ważne ustalenia badawcze dotyczą rozróżnienia trzech charakterystycznych okresów zużycia z wyraźnie różnymi wartościami EWS i WT. W szczególności okazało się, że utworzenie ceramicznej warstwy ochronnej (CWO) na narzędziowej powłoce z AlTiN wpływa na tarcie i mechanizm zużycia narzędzia.