Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

ZrO2 submicropowder compaction using slip and dry methods

Figiel P., Pędzich Z., Jaworska L., Klimczyk P., Królicka B.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 1

117--122

EN

Three compaction methods of ZrO2 submicropowder: traditional uniaxial pressing, the pressure filtration method, and centrifugal compaction of slips using the HCP method (High-Speed Centrifugal Compaction Process), were compared. Pore size distribution of ZrO2 green compacts was measured using the method of mercury porosimetry. The most important influence on the HCP deposition process was expected by the centrifugal sedimentation conditions (velocity, duration of the process, dispersing agent) and the rotor geometry. The deposition process was carried out using an ultra-centrifuge with a rotational speed of 20000 rpm through 15 min for dispersive liquids of various pH. The influence of powder compaction method on properties of pressureless sintered ZrO2 compacts was analyzed. Microstructure observations were performed by SEM, and Vickers hardness measurements, dependent on a distance from the top surface to the bottom surface of samples, were taken. The HCP powder compaction strongly depends on pH of the ZrO2 colloidal suspensions. The highest density and hardness values are obtained for ZrO2 compacts which are prepared by the traditional uniaxial pressing of powders. The samples compacted using the HCP and the pressure filtration method are characterized by the layering of properties and variations in hardness distribution. But in the HCP compaction material, there is a nonporous area which is transparent.

PL

Porównano trzy metody zagęszczania submikronowego proszku ZrO2: tradycyjne prasowanie jednoosiowe, prasowanie filtracyjne i odśrodkowe zagęszczanie masy lejnej przy użyciu metody HCP (high-speed centrifugal compaction process). Rozkład wielkości porów surowych wyprasek ZrO2 zmierzono metodą porozymetrii rtęciowej. Najważniejszego wpływu na proces osadzania HCP upatrywano w warunkach sedymentacji odśrodkowej (prędkość, czas trwania, czynnik dyspergujący) i geometrii wirnika. Proces osadzania przeprowadzono z wykorzystaniem wirówki pracującej przy szybkości obrotowej 20000 obr/min, przez 15 min, w przypadku mas lejnych o różnym pH. Analizie poddano wpływ metody zagęszczania proszku na właściwości spiekanych swobodnie wyprasek ZrO2. Przeprowadzono obserwacje mikrostruktury za pomocą SEM oraz pomiary twardości Vickersa na przekroju badanych próbek, w kierunki ich prasowania. Zagęszczanie proszku ZrO2 metodą HCP mocno zależy od pH masy lejnej. Największe wartości gęstości i twardości uzyskano w przypadku wyprasek ZrO2, które przygotowano metodą tradycyjnego, jednoosiowego prasowania proszku. Próbki HCP i prasowane filtracyjnie charakteryzowały się zróżnicowaniem właściwości zależnie od warstwy i zmianami w rozkładzie twardości. Jednakże, w materiale zagęszczanym metodą HCP występują nieporowate, transparentne obszary.

2

Możliwości regeneracji narzędzi skrawających powlekanych

Wronska I., Czechowski K., Toboła D., Bednarski P., Królicka B.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

797-800

PL

Przedstawiono wyniki wykonanych w IZTW prac badawczych i rozwojowych mających na celu określenie możliwości regeneracji narzędzi skrawających z ostrzami z węglików spiekanych i stali szybkotnących z powłokami przeciwzużyciowymi. Uwzględnione przy tym zostały w szczególności rezultaty nanoszenia powłok na istniejące już na ostrzach powłoki proste i złożone oraz sposoby dotyczące usuwania tych powłok i ich możliwość powtórnego nanoszenia na ostrza, w aspekcie zmian właściwości fizycznych warstwy wierzchniej, ze szczególnym uwzględnieniem adhezji regenerowanych powłok do różnych podłoży. Uzyskane pozytywne rezultaty dla powłok TiN na podłożach ze stali szybkotnącej i z węglika spiekanego oraz dla powłoki TiN/(TiAlSi)N/TiN na podłożu z węglika spiekanego mogą być wykorzystane w zastosowaniach przemysłowych, jak i w dalszych badaniach narzędzi skrawających z regenerowanymi powłokami wielowarstwowymi.

EN

Results of research and development works performed at IAMT (IZTW) are presented. The objective of these investigations was to determine possibilities of reconditioning the tools with cutting edges made of cemented carbides and high speed steels with the wear resistant coatings. Effects of coatings deposited on the previous simple and complex coatings occurring on the cutting edges, the ways of these coatings removal and the cutting edges recoating possibilities have been regarded in the aspect of the physical properties of surface layers, taking into consideration especially the reconditioned coatings adhesion to the different substrates. The positive results obtained forTiN coatings on high speed steel and cemented carbide substrates and for TiN/(TiAlSi)N/TiN coating on cemented carbide substrate may be implemented in industrial applications and used in farther investigation of cutting tools with reconditioned multilayer coatings.

3

Ceramiczne tworzywa narzędziowe z udziałem faz nanometrycznych

Jaworska L., Szutkowska M., Smuk B., Klimczyk P., Królicka B.

Mechanik

|

2010

|

R. 83, nr 4

275-279

PL

Na podstawie wyników badań własnych przeprowadzono analizę zjawisk i zagrożeń dotyczących spiekania ceramicznych nanoproszków. Przedstawiono wyniki spiekania swobodnego i wysokociśnieniowego trzech tworzyw kompozytowych z udziałem nanoproszków. Zaprezentowano trzy grupy materiałów: o osnowie Si3N4, Al203 oraz o osnowie diamentu.

EN

Analysis of the phenomena and hazards related to the process of sintering ceramic nano powders and ceramic materials containing nano powders were carried out with reference to the home investigation. Presented are the alternative free and high pressure sintering operations on composites containing nano powders. These materials were split into three groups: material one with Si3N4 matrix, material two with Al203 matrix and material three with diamond matrix.

4

Spiekanie proszków diamentowych z udziałem nanocząstek

Jaworska L., Wyżga P., Stobierski L., Królicka B., Rozmus M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 6

1400-1403

PL

Polikrystaliczne spieki diamentowe znajdują największe zastosowanie w obróbce skrawaniem oraz wiertnictwie. Komercyjne spieki składają się najczęściej z warstwy diamentowo-kobaltowej na podłożu WC-Co. Obecność fazy kobaltowej w spiekanym diamencie obniża znacząco parametry spiekania wysokociśnieniowego. Stabilność cieplną polikrystalicznych materiałów diamentowych PCD (Polycrystalline Diamond Compact) można określić jako ich odporność na grafityzację w atmosferze obojętnej w wysokiej temperaturze. Jednym ze sposobów zwiększania odporności materiałów PCD jest zmniejszenie zawartości kobaltu. Drugim rozwiązaniem jest wytwarzanie spieków diamentowych bez kobaltu jako fazy wiążącej. W artykule przedstawiono wyniki badań wysokociśnieniowego spiekania diamentu z węglikiem Ti3SiC2 oraz z udziałem 5% mas. dodatków w postaci nanoproszków SiC oraz TiCN. Proszki mieszano w mieszalniku Turbula. Proces spiekania przeprowadzono z wykorzystaniem aparatury wysokociśnieniowej HP-HT (High Pressure-High Temperature) typu Bridgmana pod ciśnieniem 8 GPa, w temperaturze 1920÷50°C przez 30 s. Otrzymane w procesie spiekania materiały kompozytowe zostały poddane procesowi docierania na płycie żeliwnej, a następnie polerowane w celu uzyskania powierzchni odpowiedniej do dalszych badań. Wyznaczanie gęstości pozornej wykonanych spieków przeprowadzono metodą hydrostatyczną. Badanie modułu Younga wykonano metodą ultradźwiękową polegającą na pomiarze prędkości przechodzenia fali poprzecznej i podłużnej. Twardość próbek wyznaczono na zgładach metalograficznych sposobem Vickersa przy obciążeniu 9,8 N. Wykonano analizę mikrostruktury próbek za pomocą mikroskopu elektronowego skaningowego oraz określono rozmieszczenie krzemu na powierzchni metodą mikroanalizy rendgenowskiej EDS. Badane materiały charakteryzują się jednorodną mikrostrukturą, nieznaczną porowatością (poniżej 0,2%) oraz bardzo dużą twardością. Dla spieków diamentowych z udziałem nano-TiCN średnia twardość HV1 wynosi 5120=120, natomiast dla spieku diamentowego z nano-SiC 5260=100 HV1.

EN

Sintered polycrystalline diamond are the most use in the machining and drilling applications. Commercially available polycrystalline diamond compacts (PCD), consisting of a polycrystalline diamond-cobalt layer on a WC-Co substrate. The presence of cobalt phase in the sintered diamond significantly reduces the parameters of high-pressure sintering. The thermal stability of a PCD (Polycrystalline Diamond Compact) material can be defined as its resistance to graphitization in an inert atmosphere at elevated temperature. One of the possibilities to increase the thermal resistance of PCD materials is to reduce the cobalt content. A second is the manufacturing of diamond compacts with a non-cobalt bonding phase. The article presents the results of high pressure sintering of diamond Ti3SiC2 and 5% mass participation of the additives in the form of SiC and TiCN which characteristics are presented in the Table 1. Mixture of powders was prepared by using Turbula shaker-mixer. Sintered process was carried out by using a Bridgman-type high pressure apparatus at 8 GPa and temperature of 1920÷50°C for 30 seconds. Samples for Vickers hardness measurement were prepared through lapping on a cast iron plate with diamond paste. Density was measured by the hydrostatic method. Young's modulus of the HP-HT (High Pressure-High Temperature) samples were measured basing on the velocity of the ultrasonic transverse and longitudinal waves transition through the sample. In the Vickers hardness measurements a load of 9.8 N was applied. Results of investigation were shown in the Table 2. The results of the microstructure analysis were shown in Figure 1 and 2. Tested materials are characterized by a relatively homogeneous microstructure, small porosity and very high values of hardness. For diamond compacts with nano-TiCN average hardness HV1 is 5120=120, and for a diamond compacts with nano-SiC HV1 is 5260=100.

5

Gradientowa mikrostruktura kompozytowych spieków diamentowych przeznaczonych na narzędzia skrawające

Rozmus M., Jaworska L., Królicka B., Putyra P.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 3

192-196

PL

W pracy przedstawiono zagadnienia związane z otrzymywaniem kompozytu diamentowo-węglikowego (Ti3SiC2) z gradientem rozmieszczenia faz. Gradientowa mikrostruktura tego materiału została ukształtowana metodą zagęszczania odśrodkowego w ultrawirówce. Otrzymano materiały o zróżnicowanym rozmieszczeniu faz dzięki zastosowaniu proszków o zróżnicowanej wielkości cząstek i odpowiedniemu doborowi frakcji ziarnowych. Przeprowadzono symulację rozmieszczenia fazy diamentu na przekroju próbek oraz pomiary twardości w funkcji odległości od powierzchni próbek. Ciągła zmiana rozmieszczenia faz w badanych materiałach sprzyja ograniczeniu zjawiska delaminacji występującego w komercyjnych dwuwarstwowych spiekach polikrystalicznego diamentu (PCD).

EN

In this paper, a manufacturing method of the graded Ti3SiC2-diamond composite is presented. The material contained a gradients of phase concentration distribution, formed by a centrifugal densification process. The FGM material was obtained due to a difference in sedimentation velocity of the particles which differ in size. Hardness measurements were carried out from a top to bottom surface of the sample. Phase distribution was modelled and compared with the results of hardness measurement. The materials with the continuous change of phases distribution allowed to the delamination, which appeared frequently in commercial two-layer PCD composites, to be reduced.

6

Compaction of the diamond-Ti3SiC2 graded material by the high-speed centrifugal compaction process

Mityushev V., Jaworska L., Rozmus M., Królicka B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2007

|

Vol. 28, nr 11

677-682

EN

Purpose: Sedimentation of particles in a viscous fluid is a main physical problem in fluid mechanics. Sedimentation is benchmark of one of the technica; methods to produce the functionally graded materials (FGM) with a continuous spatial change of mechanical properties. The aim of the research was execution of mathematical calculations of the phases distribution for the phase graded diamond-Ti3SiC2 compacts which were verified with phases distribution in compacts after the high pressure-high temperature sintering process. Design/methodology/approach: In this paper, we construct a mathematical model of FGM basing on the modifications of the Stokes formula. We proposed an algorithm to describe sedimentation of the group of spherical particles of different sizes and different materials. Main calculations for this system and real conditions of the highspeed centrifugal compaction process are made using the Barnea-Mizrahi equation. Deposition process was carried out using the ultra centrifuge UP 65M with rotational speed of 15000 to 25000 rpm. Particle size distribution for the diamond and Ti3SiC2 powders were measured using Shimadzu apparatus. Findings: The results of calculations and microscopic analysis are compared. The obtained results of mathematical calculations demonstrate that for the considered diamond-Ti3SiC2 suspensions the obtained compact has the structure of the laminate what confirmed microscopic analysis. Practical implications: The mathematical simulations using our algorithm show that it is possible to obtain continuous concentrations of the both materials with appropriate initial suspensions. Thus our method allows to obtain graded materials. Originality/value: This mathematical model gives possibility of use to describe sedimentation of the group of spherical particles different materials and different sizes.

7

Kompozyty diamentowe z ceramiczną fazą wiążącą - modyfikacja mikrostruktury w aspekcie łączenia z korpusem narzędzia

Jaworska L., Rozmus M., Twardowska A., Królicka B.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 3

3-7

PL

Jednym z najlepszych i coraz powszechniej stosowanych materiałów narzędziowych jest diament. Wyróżniamy trzy podstawowe grupy materiałów diamentowych: polikrystaliczne spieki diamentowe PCD, warstwy diamentowe otrzymywane metodami CVD oraz monokryształy diamentu naturalnego i syntetycznego. Największe znaczenie dla obróbki skrawaniem mają materiały PCD. Modyfikacja ich właściwości jest możliwa poprzez zastosowanie odpowiedniego rodzaju fazy wiążącej, np. tworzywa ceramicznego Ti3SiC2, charakteryzującego się pseudoplastycznymi właściwościami. Wprowadzając ten materiał w ilości 30% masy, otrzymano materiał o wysokim współczynniku odporności na kruche pękanie K(IC) wynoszącym 8 MPa x m1/2 , i przeszło trzykrotnie wyższej wartości wytrzymałości na ściskanie średnicowe, a także o zwiększonej odporności temperaturowej w stosunku do najczęściej wytwarzanych materiałów z kobaltową fazą wiążącą. Zastosowanie Ti3SiC2 jako fazy wiążącej diament w materiale o mikrostrukturze gradientowej pozwoli na bezpośrednie spajanie ostrza skrawającego z korpusem narzędzia bez konieczności stosowania warstwy pośredniej w postaci węglika spiekanego. Przedstawiono wyniki wstępnych prób zagęszczania materiału o strukturze gradientowej metodą wirówkową. Materiał gradientowy zapewni narzędziu skrawającemu twardą, odporną na zużycie ścierne warstwę powierzchniową i podłoże umożliwiające lutowanie.

EN

One of the most popular tools materials is diamond. Currently there are three groups of diamond based cutting tool materials available namely polycrystalline diamond compacts PCD, CVD diamond and single crystal natural and synthetic diamond. The most significance for machining have PCD materials. The PCD compacts are a round disks comprising a thin layer of sintered polycrystalline diamond bonded to a cemented tungsten carbide substrate (Fig. 1). Commercially available PCD are usually made by high pressure sintering diamond powders with the cobalt bonding phase. The existence of cobalt promotes the graphitisation process of diamond. The differential thermal expansion of PCD layer and tungsten carbide substrate may result in residual stresses and next, delamination of material. Modification properties of these materials are possible using suitable kind of the bonding phase material, for example the ceramics Ti3SiC2 material, which is exhibiting pseudoplastics behaviour. The 30 wt. % Ti3SiC2 addition to the diamond composite is resulted high fracture toughness, K\c is 8 MPa x m1/2, compressive strength is three times more than for compacts with the cobalt bonding phase (Table 1). The thermal resistance of these materials were increased also. The decomposition of Ti3SiC2 takes place during the high pressure sintering process (Fig. 2). Observations of microstructure of prepared composites showed that mixing diamond and Ti3SiC2 powder produces composites of very low porosity (Fig. 3) and indicated that the bonding material has a multiphase composition (Fig. 4). Using the Ti3SiC2 bonding phase in the gradient composition material allows for the direct brazing of the edge to the tools body without intermediate sintered carbides layer. These functional graded materials will provide the cutting tools hard, wear resistant surface and good brazing substrate. The grading material was compacted using the centrifugal method.

8

Functionally graded cermets

Jaworska L., Rozmus M., Królicka B., Twardowska A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 17, nr 1-2

73--76

EN

Purpose: Cermets have very good plasticity and high hardness. Functionally graded cermets secure obtaining of cutting tools with hard wear resistance surface layer and ductile body frame. A new FGM was obtained using P/M method. Design/methodology/approach: Materials were obtained using free sintering at vacuum and the high temperature-high pressure sintering method. Functionally graded cermets have more amount of hard phase in the surface layer and lower participation of this phase in the body frame. FGMs were prepared by the layers pressing method and the centrifugal deposition method. Findings: Material with 55 wt.% of TiC and 45 wt.% of (Ni,Mo) was prepared. The phase’s composition of this material was analysed. The ring structure of material and complex carbides formation was confirmed. The gradient of the phase composition and hardness measurement are presented. Phase composition of FGM strongly depend on conditions of centrifugal sedimentation process: duration, rotation speed, solid content, dispersive liquids. The centrifugal deposition process of powders forming guarantees gradient phase composition for materials obtaining the powder metallurgy methods. The FGM obtained by powders forming method should be sintered using pressure processes in a closed containers (or special assembly) because of materials high porosity which is a result of various chemical contents of this same material parts. Practical implications: Due to their low chemical affinity to steel and the resistance for high temperatures oxidation, cermets have better cutting properties than carbides. Application of cermet inserts guarantees the high quality of machined surface (low roughness). Cermets could be used in “dry cutting” processes. Originality/value: The centrifugal deposition method for powders with phases content gradient forming is original value.

9

Powłoki PVD przeznaczone na narzędzia do obróbki plastycznej ze stali szybkotnących

Czechowski K., Pofelska-Filip I., Królicka B.

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 2

77-82

PL

Przedstawiono możliwości poprawy właściwości użytkowych narzędzi do obróbki plastycznej poprzez nanoszenie powłok PVD odpornych na zużycie. Omówiono zagadnienie wpływu materiału podłoża i jego stanu na trwałość powlekanych narzędzi i jakość wyrobu końcowego, jak również problem doboru rodzaju powłoki w zależności od materiału obrabianego i typu procesu technologicznego. Przedstawiono najnowsze trendy światowe w dziedzinie powlekania narzędzi do obróbki plastycznej. Zamieszczono wyniki przeprowadzonych w Instytucie wstępnych doświadczeń oraz planowane kierunki dalszych działań w tym zakresie.

EN

Possibilities of improvement of functional properties of metal forming tools by the deposition of wear resistant PVD coatings are presented. Effect of substrate material and its state on the life of coated tools and final product quality is discussed, as well as questions of proper selection of coating type depending on the work-piece material and type of technological process. Recent global trends in the coating of metal forming tools are presented. The results of some initial experimental works performed at the Institute are given and future intended activities in this area mentioned.

10

Kształtowanie właściwości użytkowych płytek skrawających z ceramiki tlenkowo-węglikowej za pomocą nanostrukturalnych powłok naniesionych metodą PVD

Czechowski K., Pofelska-Filip I., Szlosek P., Królicka B., Wszołek J.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 5

913-916

PL

Zamieszczono wyniki badań powłok azotkowych nanoszonych łukowo-plazmową metodą PVD na płytki skrawające z ceramiki tlenkowo-węglikowej w Instytucie Zaawansowanych Technologii Wytwarzania w Krakowie. Stosowane były powłoki na bazie azotków różnych metali, takich jak np. aluminium, tytan i cyrkon. Przedstawiono struktury ww. powłok, z uwzględnieniem ich wielowarstwowej budowy w skali mikro i nano oraz omówiono ich właściwości geometryczne i fizyczne; struktury badano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego. Z uwagi na to, że płytki ceramiczne będące przedmiotem badań wykonywane są w Instytucie z przeznaczeniem do konkretnych zastosowań przemysłowych, w szczególności dokonano analizy wpływu nanostrukturalnych powłok na zużywanie się ostrzy płytek i gładkość powierzchni obrobionej. Próby trwałościowe prowadzono w warunkach obróbki toczeniem stali narzędziowej stopowej do pracy na zimno o podwyższonej twardości. Stwierdzono korzystny wpływ nanostrukturalnych powłok na trwałość ostrzy ww. płytek ceramicznych. Na podstawie analizy wyników badań wykazano możliwości kształtowania właściwości użytkowych płytek skrawających z ceramiki mieszanej za pomocą nanostrukturalnych przeciwzużyciowych powłok PVD.

EN

The results reported are on selected nitride coatings deposited by the arc-plasma PVD method on oxide-carbide ceramic cutting inserts at the Institute of Advanced Manufacturing Technology in Kraków. The deposited coatings were based on nitrides of some metals, such as e.g.: aluminum, titanium and zirconium. The coatings were examined using the scanning electron microscope; their structures are presented and the multilayer architecture in micro and nano-scale is revealed. The coatings physical properties and geometrical features are described. The ceramic inserts, which are the subject of investigations, are made at the Institute and designed for specific industrial applications; because of that a special emphasis was put on the analysis of the influence of nanostructural coatings on the ceramic inserts cutting edges wears and on the workpiece surface finish. The tool lives tests were performed in the conditions of turning of the cold-work tool steel of increased hardness. The cutting tests results indicate that the nanostructural coatings have the beneficial influence on the tool lives of the tested ceramic inserts. Basing on the analysis of the investigations results the possibilities of forming the functional properties of composite ceramic cutting inserts by wear resistant nanostructural PVD coatings are shown.

11

Kształtowanie nagniataniem warstwy wierzchniej elementów stalowych uzyskiwanej po wysokowydajnym toczeniu gładkościowym z dużym posuwem

Czechowski K., Pofelska-Filip I., Królicka B.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 5

909-912

PL

Omówiono proces nagniatania powierzchni otrzymanej po toczeniu gładkościowym z dużym posuwem narzędziami z wydłużoną i odpowiednio ukształtowaną krawędzią skrawającą. Przedstawiono wyniki badań warstwy wierzchniej elementów stalowych nagniatanej po toczeniu gładkościowym z dużym posuwem elementów stalowych. Właściwości geometryczne i fizyczne warstwy wierzchniej nagniatanej po toczeniu z dużym posuwem porównano z właściwościami warstwy wierzchniej nagniatanej po toczeniu konwencjonalnym. Prowadzono obserwacje powierzchni toczonej i nagniatanej za pomocą elektronowegomikroskopu skaningowego oraz wykonano pomiary twardości i chropowatości powierzchni. W podsumowaniu zaproponowano szersze stosowanie obróbki gładkościowej z dużym posuwem w procesach toczenia zewnętrznych powierzchni cylindrycznych, także jako obróbki poprzedzającej nagniatanie.

EN

Burnishing process of the surface obtained after high surface finish and high feed rate turning with use of tools with the elongated and specially shaped cutting edges is discussed. The results of surface layer investigations after burnishing the steel elements, that were previously turned with the high feed resulting in the high surface finish, are presented. Geometric features and physical properties of the surface layer burnished after the high feed turning are compared to the properties of burnished surface layer after conventional turning. The observations of the surface after turning and burnishing were carried out using the scanning electron microscope and the surface roughness and hardness measurements were performed. In the summary more extensive applications of high surface finish turning in machining processes of external cylindrical surfaces are suggested, also prior to burnishing.

12

Wybrane właściwości i wpływ na trwałość ostrzy warstw twardych naniesionych metodą PVD na płytki skrawające z materiałów ceramicznych

Czechowski K., Pofelska-Filip I., Szlosek P., Fedaczyński A., Kasina J., Królicka B.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 5

261-264

PL

Zamieszczono wyniki badań warstw twardych naniesionych metodą łukową PVD na wykonane w IOS płytki skrawające z ceramiki tlenkowej. Badane powłoki TiN naniesiono na ww. płytki w ramach prowadzonych w IOS prac badawczo-rozwojowych. Oceniono jakość wykonanych powłok i intensywność zużywania się ostrzy z naniesionymi warstwami twardymi i bez nich w warunkach obróbki toczeniem. Uzyskane wyniki porównano z osiągniętymi dla powlekanych płytek z ceramiki mieszanej i cBN. W porównaniu tym uwzględniono stosowanie w próbach skrawania materiałów obrabianych odpowiednich do zastosowań poszczególnych rodzajów płytek ceramicznych, dla których ocenę zużycia ostrzy przeprowadzano na podstawie obróbki toczeniem stali konstrukcyjnej węglowej w stanie normalizowanym płytkami z ceramiki tlenkowej i toczenia stali narzędziowej stopowej do pracy na zimno o podwyższonej twardości płytkami z ceramiki mieszanej tlenkowo-węglikowej i z polikrystalicznego regularnego azotku boru. Przedstawiono analizy wyników ww. badań, w których wykazano istotny wzrost trwałości ostrzy płytek ceramicznych po ich powlekaniu.

EN

The results of investigations of hard layers deposited by arc PVD method on oxide ceramic cutting inserts are given. The inserts were made at 108 and the TiN coating were deposited in the framework of R&D works carried out there. The coatings' quality was evaluated and the coated and uncoated cutting edges wear intensities were estimated in turning test conditions. The obtained results are compared to those achieved in turning tests with the coated composite ceramic and cBN inserts. In this comparison the workpiece materials were was used according to the range of application of the various cutting inserts types. The cutting edge wear estimated from the results of turning tests carried out with the oxide ceramic inserts using the constructional carbon steel or alloy cold working steel workpiece materials with the composite oxide-carbide ceramic or polycrystalline cubic boron nitride, respectively. Both the workpiece materials were in normalized states. The presented results show substantial increase in the tools' ceramic inserts durability due to coating deposition.

13

Effect of nitride nano-scale multilayer coatings on functional properties of composite ceramic cutting inserts

Czechowski K., Pofelska-Filip I., Królicka B., Szlosek P., Smuk B., Wszołek J., Kurleto A., Kasina J.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2005

|

Vol. 53, nr 4

425-431

EN

A short literature survey which justifies coating of ceramic cutting inserts is presented. The results reported are on se1eeted nitride coatings, in particular nanoscale multilayer, with layers of type Ti-Zr-N, TiN, ZrN and (TiAl)N, deposited by the are PVD method on oxidecarbide ceramic cutting inserts of type TACN and TW2 produced at the Institute of Advanced Manufacturing Technology. Measurements and quality assessments were made, including of thickness of the coatings and of their constituent micro and nanolayers, microhardness of the coating and of the substrate, surface roughness of the inserts and of the cylindrical workpices turned with these tools. Lifetimes of the coated and uncoated inserts were compared in turning an alloy tool steel. A significant increase in lifetime of the coated TW2 cutting tools was shown.