Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Properties of Ni3Al–diamond composites sintered by Pulsed Plasma Sintering

Cymerman K., Michalski A., Pakieła Z., Moszczyńska D.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 2

88--92

EN

This study presents properties of Ni3Al–diamond composites sintered by Pulsed Plasma Sintering (PPS) with the participation of SHS reaction (Self-propagating High-temperature Synthesis). Ni3Al–diamond sinters were produced using Ni:Al (3:1 at.) powder mixtures with addition of 30 vol. % of diamond with grain size ranging from 16 to 60 μm. The sintering process was performed at 1000°C in 5 minutes under load of 100 MPa. Obtained sinters have above 99% theoretical density and show fine crystalline microstructure with relatively uniformed diamond particles, what can be observed in SEM images of polished and fracture surface. The fractures are brittle and have the intergranular character. The X-ray phase examinations have shown that each sinter contains Ni3Al, diamond and Ni3C. The sinters hardness was tested by the Vickers method and oscillated between 580 and 650 HV5. The average grain size of Ni3Al matrix in obtained composites ranged from 2.6 to 3.8 μm.

PL

Rosnące zapotrzebowanie na różnego rodzaju narzędzia skrawające skłania do poszukiwania nowszych i bardziej wytrzymałych materiałów. W przypadku narzędzi diamentowych, tj. takich z dyspersyjnie rozmieszczonymi cząstkami diamentu, bardzo ważną rolę odgrywa osnowa. Najczęściej stosowaną osnową są związki na bazie kobaltu i żelaza. Jednak ze względu na cenę, a przede wszystkim rakotwórczy wpływ na zdrowie, dąży się do wyeliminowania kobaltu. Materiałem mogącym go zastąpić mogą być związki z układu Ni–Al. Dużym zainteresowaniem naukowców w ostatnich latach cieszą się spiekane kompozyty Ni3Al z dodatkiem cząstek TiB2, TiC lub SiC.

2

Wpływ wielkości cząstek diamentu na strukturę i właściwości kompozytów Ni3Al–diament wytwarzanych metodą impulsowo-plazmową

Cymerman K., Michalski A., Kulikowski K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

506--510

PL

Obecnie trwają prace nad zastąpieniem osnowy z drogiego i rakotwórczego kobaltu w kompozytach metal–diament materiałem na bazie faz międzymetalicznych z układu Ni–Al. W pracy przedstawiono wpływ wielkości cząstek diamentu na właściwości kompozytów Ni3Al–diament otrzymanych metodą impulsowo- plazmową (PPS) z udziałem reakcji SHS (Self-propagating Hight-temperature Synthesis). Do mieszaniny proszków Ni:Al w proporcji 3:1 dodano 30% obj. proszku diamentu o rozmiarze cząstek 16÷20 oraz 40÷60 μm. Następnie próbki spiekano w temperaturze 900°C przez 5 minut pod ciśnieniem prasowania 100 MPa. Otrzymane spieki wykazują gęstość względną powyżej 98% i charakteryzują się drobnokrystaliczną strukturą z równomiernie rozmieszczonymi cząstkami diamentu, co potwierdzają obserwacje powierzchni zgładów i przełomów za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Charakter przełomów jest kruchy, a mechanizm pękania międzykrystaliczny. Kompozyty Ni3Al–diament poddano także badaniu rentgenowskiej analizy fazowej, która poza fazą Ni3Al i diamentem wykazała obecność fazy Ni3C, bez względu na wielkość zastosowanego diamentu. Twardość Vickersa wynosiła 578±9 HV5 dla spieku Ni3Al–diament 16÷20 μm oraz 606±2 HV5 dla spieku Ni3Al–diament 40÷60 μm. Spieki Ni3Al–diament poddano badaniom odporności na zużycie przez tarcie metodą kula–tarcza. Zużycie kompozytów diamentowych jest znikome i praktycznie niemierzalne. Spiek z diamentem o cząstkach 40÷60 μm charakteryzował się mniejszym współczynnikiem tarcia niż spiek Ni3Al–diament 16÷20 μm. Podsumowując, wielkość cząstek diamentu zastosowanego w kompozytach Ni3Al–diament nie wpływa na mikrostrukturę. Zauważalnie zwiększają się właściwości mechaniczne (twardość, odporność na ścieranie) z zastosowaniem diamentu o większych cząstkach 40÷60 μm.

EN

There is an increasing number of research studies with aim to eliminate carcinogenic and expensive cobalt from metal–diamond composites and replace it by Ni–Al intermetallic phases. This study presents the influence of diamond particle size on the properties of Ni3Al–diamond composites sintered by Pulsed Plasma Sintering (PPS) with the participation of SHS reaction (Self-propagating High-temperature Synthesis). Ni3Al–diamond sinters were produced using Ni:Al (3:1 at.) powder mixtures with addition of 30% vol. of diamond with grain size ranging from 16 to 60 μm. The sintering process was performed at 900°C in 5 minutes under load 100 MPa. Obtained sinters have above 98% theoretical density and shows fine crystalline microstructure with relatively uniformed diamond particles, what can be observed on SEM images of polished surface and fracture. The fractures are brittle and have the intergranular character. The X-ray phase examinations have shown that each sinters contains Ni3Al, diamond and Ni3C. Hardness of the sinters was tested by the Vickers method and was 578±9 HV5 for Ni3Al–diamond 16÷20 μm sinter and 606±2 HV5 for Ni3Al–diamond 40÷60 μm. Wear resistance of Ni3Al–diamond sinters, tested by ball-on-disc method, showed that wear ratio is non-measurable and Ni3Al–diamond 40÷60 μm sinter has much lower friction factor than Ni3Al–diamond 16÷20 μm. Presented research has shown no influence of diamond particle size used in Ni3Al–diamond sinters on structural properties, however an increase of mechanical properties in composite with diamond 40÷60 μm can be noticed.

3

Spieki NiAl i Ni3Al wytwarzane w reakcji SHS metodą PPS

Cymerman K., Michalski A.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 1

4--9

PL

Stosując metodę PPS (ang. pulse plasma sintering) z mieszaniny proszków Ni oraz Al z udziałem reakcji SHS (ang. self-propagation high-temperature synthesis) otrzymywano spieki NiAl i Ni3Al. Spiekanie prowadzono w temperaturze 1000 °C i 1100 °C w czasie 5 min przy ciśnieniu prasowania 100 MPa. Otrzymane spieki NiAl i Ni3Al, niezależnie od temperatury spiekania, miały gęstość względną powyżej 98%. Spieki miały drobnokrystaliczną mikrostrukturę. W spiekach NiAl średnie ziarno wynosiło ok. 8 µm, natomiast w spiekach Ni3Al ok. 4 µm. Twardość spieków NiAl otrzymywanych w temperaturze 1000 °C wynosiła 290 HV10, a spieków Ni3Al - 305 HV10.

EN

The NiAl and Ni3Al matrix composites were prepared from mixtures of Ni and Al powders by using pulse plasma sintering (PPS) with participation of the self-propagation high-temperature synthesis (SHS). The sintering processes were conducted under 100 MPa for 5 min at temperatures of 1000 °C or 1100°C. The NiAl and Ni3Al sinters had above 98% of theoretical density apart from the sintering temperature. Both NiAl and Ni3Al sinters had fine grained microstructures; an average grain size was 8 µm and 4 µm, respectively. The NiAl and Ni3Al bodies sintered at 1000 °C had the hardness of 290 HV10 and 305 HV10, respectively.

4

Dyfuzyjne warstwy azotków na stopie magnezu AZ91D wytwarzane metodą hybrydową - mikrostruktura i właściwości

Tacikowski M., Borowski T., Cymerman K., Kamiński J., Smolik J., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1255-1259

PL

Aktualną potrzebą jest zwiększenie wykorzystania w technice lekkich materiałów, a w szczególności stopów magnezu. Wymaga to poprawy niskich z natury właściwości użytkowych tych stopów w zakresie odporności na korozję i zużycie przez tarcie. Perspektywicznym rozwiązaniem wydaje się wykorzystanie w tym celu dyfuzyjnych warstw azotków o podwyższonej, z uwagi na ich dyfuzyjny charakter, odporności na korozję i zużycie przez tarcie. Dyfuzyjne warstwy azotków można wytworzyć metodą hybrydową, łącząca pokrycie obrabianego podłoża powłoką metaliczną z późniejszym jej azotowaniem jarzeniowym, w celu jej przekształcenia w warstwę azotków o charakterze dyfuzyjnym. W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury warstw powierzchniowych wytworzonych metodą hybrydową i porównano właściwości rożnych wariantów dyfuzyjnych warstw azotków. Spośród badanych warstw powierzchniowych najbardziej obiecującym wariantem są dyfuzyjne warstwy azotków tytanu.

EN

The wider application of the light materials and magnesium alloys in particular, became an extremely urgent challenge. The improvement of the poor performance properties such as corrosion and wear resistance is here a key task. The application of the diffusion nitride layers characterized by the increased adhesion, corrosion and wear resistance seems to be a very promising issue. The diffusion nitride layers may be produced by a hybrid method, which consist in the nitriding in the glow discharge condition of magnesium alloy previously plated with the metallic coating. In the present work present work the structure of the layers produced by the hybrid method is characterized and the properties of the different kind of nitride layers - that of chromium, iron and titanium are compared. Among the particular most promising are titanium layers.