Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Porównanie właściwości warstwy wierzchniej utwardzonej stali narzędziowej AISI D2 i Vanadis 6

Toboła D., Cyboroń J., Łętocha A., Laszkiewicz-Łukasik J.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 10

852--854

PL

Przedstawiono wybrane właściwości warstwy wierzchniej (WW) stali narzędziowych AISI D2 i Vanadis 6 o twardości 60 ±1 HRC po szlifowaniu oraz toczeniu na twardo z późniejszym nagniataniem ślizgowym. Określono wpływ wspomnianych obróbek na strukturę geometryczną powierzchni, mikrostrukturę oraz poziom naprężeń w WW badanych stali.

EN

Selected properties of the surface layer (SL) of AISI D2 and Vanadis 6 tool steels at hardness of 60 ±1 HRC, after grinding and hard turning with subsequent slide burnishing are presented. The influence of the mentioned mechanical treatments in relation to the geometrical structure, microstructure and stresses level in SL for tested steels were determined.

2

Zastosowanie urządzenia SPS w procesie spiekania reakcyjnego materiałów ceramicznych

Putyra P., Laszkiewicz-Łukasik J., Jaworska L.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 4

294--297

PL

Omówiono metodę spiekania materiałów z wykorzystaniem nagrzewania iskrą elektryczną SPS i metodę spiekania reakcyjnego SPS na przykładzie ceramiki TaB2. Syntezę proszków tantalu i boru oraz proces spiekania przeprowadzono w ramach jednego etapu technologicznego. Zaprezentowano wyniki badań mikrostrukturalnych oraz pomiarów gęstości pozornej, modułu Younga i twardości Vickersa materiałów po reakcji syntezy i procesie spiekania.

EN

The Spark Plasma Sintering (SPS) method for densification of ceramic materials and the SPS reactive sintering process at the example of tantalum diboride (TaB2) ceramic was described. Synthesis of tantalum and boron mixture and follow sintering process were carried out in one production stage. The results of microstructural investigation, apparent density measurements, Young's modulus and Vickers hardness of the materials obtained by synthesis reaction and by sintering process are presented.

3

Badania odporności na zużycie ścierne potencjalnych materiałów narzędziowych

Wyżga P., Laszkiewicz-Łukasik J., Jaworska L.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 2

109--112

PL

W artykule przedstawiono wyniki wysokotemperaturowych badań odporności na zużycie ścierne przeprowadzonych metodą ball-on-disc. Kompozyty o składzie 70% masowych TiN i 30% masowych TiB2 otrzymano metodą spiekania iskrą elektryczną SPS (spark plasma sintering). Proces spiekania nanoproszków prowadzono w temperaturze 2100 °C, a mikroproszków – w temperaturze 1600 °C. W obu przypadkach czas spiekania wynosił 5 min. Zmierzono wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne. Średni współczynnik tarcia w temperaturze 700 °C kompozytu TiN–TiB2 uzyskanego z nanoproszków wyniósł 0,52, a kompozytu wytworzonego z mikroproszków – 0,74. Badania składu fazowego powierzchni po testach tribologicznych potwierdziły występowanie w tych kompozytach nie tylko TiN i TiB2, lecz także faz hBN i TiO2.

EN

This paper presents results of the high temperature tribological research work using ball-on-disc method. The 70wt% TiN and 30%wt TiB2 composite samples were obtained by spark plasma sintering (SPS) method from nano- and micropowders. Sintering parameters were 2100 °C and 1600 °C respectively for nano- and micropowders, sintering duration was 5 minutes. Selected physical and mechanical properties were measured. Average friction coefficient values of the TiN/TiB2 composite material were 0.52 and 0.74 for the nanopowders and for the micropowders samples respectively. XRD surface phase tests performed after tribological tests revealed not only TiN and TiB2 content, but also hBN and TiO2 phases in samples obtained from both nano- and micropowders.

4

Badania właściwości tribologicznych ceramiki borkowej w temperaturach do 800°C

Laszkiewicz-Łukasik J., Jaworska L., Putyra P., Cygan S., Cyboroń J.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

213--222

PL

Ceramic borides materials have a unique properties such as high hardness, Young Modulus, chemical and oxidation resistance and high melting point. Particularly diborides are characterized by stability, thanks to strong chemical bonds and relations about atomic radius between metal and boron. Tantalum diboride have also high density and melting point above 3000°C. This properties makes TaB2 potentially useful in application including defense and chemical industries, cutting tools, machine parts working at high temperatures. These applications requires to check selected properties of materials at high temperatures. This paper presents results of tribological research of tantalum diboride, using ball-on-disc method. The starting material is a sinter of TaB2 obtained by reactive sintering using SPS method. Sintering parameters were 2100°C and 30 minutes. Obtained material has an apparent density of 11.22 g/cm3, the Young's modulus of 500 GPa and Vickers hardness of 19.5 GPa. Friction coefficient and wear indicator were determined. The tests were carried out in the range from room temperature up to 800°C. Microscopic observations and Vickers hardness after tribological tests were carried out. Friction coefficient of tantalum diboride compact at temperatures ranging from room temperature to 600°C was in the range from 0.57–0.75. Temperature increase to a value of 800°C resulted in a significant decrease in the value of the tested coefficient to 0.16. Wear rate of tantalum diboride samples decreased gradually with temperature increase of tribological tests (from 284 through 260 to 173 mm3/N·m). However at a temperature of 600°C and 800°C there was a rapid decrease in the wear ratio to the value of 32 mm3/N·m and 52 mm3/N·m.

EN

Materiały ceramiczne o osnowie borków metali przejściowych charakteryzują się wysokim modułem Young’a i twardością, odpornością na działanie czynników chemicznych, odpornością na utlenianie, a także wysoką temperaturą topnienia. Szczególnie dwuborki metali grup IV, V i VI charakteryzują się trwałością ze względu na silne wiązania chemiczne. Dwuborek tantalu odznacza się dużą gęstością 12,65 g/cm3 oraz temperaturą topnienia powyżej 3000°C. Właściwości te determinują zastosowanie tego materiału w przemyśle zbrojeniowym, chemicznym oraz na narzędzia skrawające i części maszyn pracujące w wysokich temperaturach. Praca dotyczy badań właściwości tribologicznych dwuborku tantalu metodą ball-on-disc w temperaturach od pokojowej do 800°C. Materiał do badań stanowiły spieki dwuborku tantalu wytworzone metodą spiekania reakcyjnego SPS z mieszaniny proszków tantalu i boru. Procesy spiekania prowadzono w temperaturze 2100°C w czasie 30 minut. Otrzymane materiały charakteryzowały się gęstością 11,22 g/cm3, modułem Younga 500 GPa i twardością 19,5 GPa (HV1). Wyznaczono wartości współczynnika tarcia i wskaźnika zużycia w temperaturach pokojowej, 200°C, 400°C, 600°C, 800°C. Po przeprowadzonych testach tribologicznych powierzchnie próbek zostały poddane obserwacjom za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego oraz mikroanalizie rentgenowskiej EDS, a także pomiarom twardości. Współczynnik tarcia spieku dwuborku tantalu w temperaturach z zakresu od pokojowej do 600°C mieścił się w zakresie od 0,57 do 0,75. Podwyższenie temperatury do wartości 800°C spowodowało znaczący spadek badanego współczynnika do wartości 0,16. Ponadto stwierdzono obniżenie stopnia zużycia próbek dwuborku tantalu wraz ze wzrostem temperatury prób tribologicznych (od 284 przez 260, do 173 mm3/N·m). Zużycie tribologiczne próbek z dwuborku tantalu po próbach w temperaturze 600 i 800°C mieściło się w zakresie od 28,19 mm3/N·m do 52,20 mm3/N·m

5

Synteza i spiekanie dwuborku tantalu metodą SPS

Laszkiewicz-Łukasik J., Putyra P., Jaworska L., Podsiadło M.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 4

440--445

PL

Materiały ceramiczne o osnowie borków, węglików i azotków metali przejściowych charakteryzują się silnymi wiązaniami kowalencyjnymi oraz wysoką temperaturą topnienia (powyżej 3000 °C). Ceramikę tę charakteryzuje stabilność właściwości fizyko-mechanicznych w szerokim zakresie temperatur, dlatego materiały te mogą znaleźć zastosowanie m.in. na odpowiedzialne komponenty ochrony termicznej, części maszyn pracujące w wysokich temperaturach oraz inne, od których wymagana jest także odporność na utlenianie. W artykule omówiono metodę spiekania reakcyjnego materiałów o osnowie dwuborku tantalu TaB2. Syntezę proszków tantalu i boru oraz proces spiekania przeprowadzono w jednym etapie technologicznym przy zastosowaniu metody SPS/FAST (ang. spark plasma sintering, field assisted sintering technology). Procesy spiekania przeprowadzono w temperaturze 2200 °C. Czas spiekania wynosił 5 min. Prędkość nagrzewania mieściła się w zakresie od 50 °C/min do 400 °C/min. Badania miały na celu określenie wpływu szybkości nagrzewania na mikrostrukturę i właściwości otrzymanych spieków. W pracy zaprezentowano wyniki analiz składu fazowego i mikrostruktury otrzymanych próbek, które przeprowadzono odpowiednio metodą dyfrakcyjną i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Dla pełnej charakterystyki materiałów wykonano również pomiary gęstości metodą hydrostatyczną, modułu Younga metodą ultradźwiękową oraz twardości metodą Vickersa.

EN

Ceramic materials composed of a matrix based on borides, carbides and nitrides of transition metals have strong covalent bonds and high melting points over 3000°C. These materials show stability of physical and mechanical properties over a wide temperature range, and therefore can be used as responsible components of thermal protections, machine parts working at high temperatures or other elements for applications which require a resistance to oxidation. This paper presents reactive sintering as a method of the obtaining tantalum diboride TaB2. The synthesis of tantalum and boron powders and the sintering process were carried out in a single technological stage using the SPS/FAST method (Spark Plasma Sintering, Field Assisted Sintering Technology). Sintering processes were carried out for 5 min at a temperature of 2200 °C. Heating rates ranged from 50 °C/min to 400 °C/min. The study aimed to determine the influence of heating rate on the microstructure and properties of the sintered materials. The results of X-ray phase composition and SEM analyses are presented. The density by hydrostatic method, Young's modulus by ultrasonic method, and hardness by Vickers’ indentation were also determined for a complete characterization of the materials.

6

Spiekanie bez aktywatorów metodą SPS węglików wybranych metali przejściowych

Figiel P., Wyżga P., Rozmus M., Laszkiewicz-Łukasik J.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 4

435--439

PL

W pracy przedstawiono wyniki spiekania metodą SPS (ang. spark plasma sintering) węglików metali przejściowych bez dodatku aktywatorów spiekania. Do grupy węglików metali przejściowych, nazywanych również metalopodobnymi lub interstycjalnymi, zaliczamy związki utworzone z bezpośredniego połączenia metali, z grup IV-VI układu okresowego pierwiastków, z węglem np.: TiC, ZrC, VC, NbC i TaC. Połączenie trzech rodzajów wiązań: kowalencyjnego, jonowego i metalicznego, w strukturze węglików metalopodobnych sprawia, że wytworzone z nich tworzywa łączą cechy materiałów ceramicznych i metalicznych, wykazując zarówno wysoką twardość, jak i dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne. Właściwości mechaniczne spieków węglikowych determinowane są przez stopień ich zagęszczenia oraz rozmiar ziaren w spieku. Wysokie temperatury topnienia oraz niskie współczynniki samodyfuzji powodują, że trudno jest uzyskać spieki o dużym stopniu zagęszczenia. W przypadku spiekania swobodnego węglików metalopodobnych stosuje się dodatki aktywujące lub prowadzi się spiekanie z dodatkiem metali (np. kobaltu, niklu lub molibdenu). W ramach prowadzonych badań podjęto próbę spiekania proszków węglika tytanu, cyrkonu, wanadu, niobu i tantalu metodą SPS, bez dodatków aktywujących spiekanie. Procesy przeprowadzono w temperaturze 2200 °C i przy dwóch różnych czasach spiekania: 5 min i 30 min. Na otrzymanych próbkach wykonano analizy mikrostruktury z użyciem elektronowego mikroskopu skaningowego oraz pomiary gęstości, modułu Younga i twardości.

EN

This paper presents results of sintering transition metal carbides without the addition of sintering activators. The groups of transition metal carbides include compounds derived from the direct connection of metal with carbon; the former one belongs to the groups from IV to VI of the Periodic Table of Elements. The mechanical properties of sintered carbides are determined mainly by the densification and grain size of a sintered material. The high melting temperature and low self-diffusion coefficients make it difficult to obtain fully dense carbide materials. In the case of conventional sintering method of metal-like carbides activating additives are used or the sintering process is carried out with the addition of metals e.g. cobalt, nickel or molybdenum. During the study, the sintering titanium, zirconium, vanadium, niobium and tantalum carbide powders was carried out without activating additives by using the Spark Plasma Sintering method. Samples were sintered at 2200 °C. Sintering time was 5 min and 30 min. Microstructure was observed by using scanning electron microscopy, and densities, Young's moduli and hardness were measured. The best properties were obtained for the zirconium carbide powder sintered for 30 min. For this material, the relative density and Young's modulus was 98% and about 93% of the theoretical value, respectively.

7

Nowe perspektywy dla materiałów narzędziowych – borki metali przejściowych

Laszkiewicz-Łukasik J.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 2

103--106

PL

Unikatowe połączenie właściwości materiałów o osnowie borków stwarza możliwość ich zastosowania na materiały narzędziowe. W pracy przedstawiono drogi postępowania, dzięki którym możliwe jest wytwarzanie trudno spiekalnych faz borkowych, poprzez zastosowanie dodatków obniżających temperaturę spiekania, ale pogarszających właściwości spieków. Zastosowanie metody SPS do przeprowadzenia spiekania reakcyjnego pozwala na otrzymanie monolitycznego materiału borkowego.

EN

The unique combination of properties of borides matrix materials creates the possibility of their application for tool materials. This paper presents a method of procedure by which it is possible to obtain boride phases difficult for sintering, through the use of additives. The additives lower sintering point but have disadvantageous influence on materials’ properties. Application of the SPS method for reaction sintering allows to obtain a monolithic material.

8

Wykonanie płytek skrawających z monolitycznego spieku diamentowego

Jaworska L, Rozmus M, Laszkiewicz-Łukasik J, Wyżga P, Podsiadło M, Czechowski K

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 8-9CD (SOS)

39--46

9

Ceramiczne materiały narzędziowe o osnowie Al2O3 i Si3N4 kształtowane metodą elektroerozyjną

Putyra P, Ziółek J, Laszkiewicz-Łukasik J, Krzywda T, Zachorowski J

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 8-9CD (SOS)

47--54

10

Kompozyt narzędziowy na osnowie regularnego azotku boru z wieloskładnikową fazą wiążącą

Klimczyk P., Figiel P., Laszkiewicz-Łukasik J.

Mechanik

|

2011

|

R. 84, nr 11

880-882

PL

Przedstawiono wyniki badań kompozytu narzędziowego na osnowie regularnego azotku boru (cBN) z wieloskładnikową fazą wiążącą w postaci związków tytanu, otrzymanego drogą spiekania wysokociśnieniowego. Badane spieki charakteryzują się bezporowatą mikrostrukturą oraz dobrymi właściwościami mechanicznymi (moduł Younga 550 GPa, twardość HV10 29 GPa, odporność na kruche pękanie 9 MPa ź m do 1/2). Technologiczne próby toczenia stali zahartowanej narzędziami z tego kompozytu wykazały ich kilkunastokrotnie większą trwałość w porównaniu z narzędziami komercyjnymi. Kompozyty charakteryzują się również przewodnictwem prądu elektrycznego na poziomie umożliwiającym ich obróbkę metodami elektroerozji.

EN

There are presented the results of tests performed on the tool grade composite metal consisting of isometric boron nitride (cBN) matrix with multiple binder phase built up from titanium compounds obtained by means of high pressure sintering process. The sinters reveal non-porous microstructure and high mechanical properties (Young Module =550 GPa, Vicker hardness HV10=29 GPa, fracture toughness 9 MPa ź m to the 1/2). Hardened steel turning tests have proved the tools made from the tested composite metal demonstrating a dozen times higher durability in comparison with the commercial quality cutting tools. Composites are also noted for good electrical conductivity, which makes it possible to apply the spark erosion methods for their machining.

11

The selection of phase composition of silicon nitride ceramics for shaping with the use of EDM machining

Putyra P., Laszkiewicz-Łukasik J., Wyżga P., Podsiadło M., Smuk B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 48, nr 1

35--40

EN

Purpose: The purpose of this study is the selection of phase composition of Si3N4 matrix ceramics with the addition of conducting phases so as to make shaping of those materials possible by means of electro discharge machining (EDM). Silicon nitride matrix materials with the addition of oxide phases (Al2O3, MgO, ZrO2) and conducting phases (TiB2, TiN) were sintered by the method of SPS (Spark Plasma Sintering). Additionally the effect of oxide phases on silicon nitride sintering capacity, the value of electric resistance of nitride ceramics depending on the addition of a conducting phase and the effect of sintering parameters on selected features of produced materials were determined. Design/methodology/approach: Materials were sintered with the use of a SPS device marked with FCT-HP D 5. Apparent density Pp was measured by the hydrostatic method. Hardness was determined by the Vicker’s method at the load of 980.7 mN with the use of a Future Tech Corp digital hardness tester FM7. For the purpose of those tests a surface was prepared with the use of a Struers cutting grinder ACUTOM. Measurements of Young’s modulus for sintered samples were carried out using a ultrasonic method of transverse and longitudinal wave speed measurement with the use of a Panametrics Epoch III detector. Resistance measurement was done with the use of Wheatstone and Thomson technical bridges. Findings: The addition of titanium nitride had no effect on the reduction of electric resistance of Si3N4 matrix ceramics. The lack of electric conductivity of those materials is the result of used additions influencing sintering capacity, mainly magnesium oxide. Si3N4 matrix materials with the addition of titanium diboride are characterised by low electrical resistance with high physical and mechanical features maintained. Electric conductivity of those materials and the initial electro discharge cutting attempts prove that it is possible to shape Si3N4 matrix ceramic materials with the addition of a TiB2 phase with the use of EDM process. Practical implications: The use of EDM will enable the production of elements with complicated shapes (impossible to achieve by other shaping methods) from ceramic materials (with Si3N4 matrix). Originality/value: By the appropriate selection of a conducting phase addition it is possible to increase electric conductivity of silicone nitride matrix ceramics, for which it is possible to shape products by means of electro discharge machining.