Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hot isostatic pressing influence on the mechanical properties of selectively laser-melted 316L steel

Kluczyński J., Śnieżek L., Grzelak K., Oziębło A., Perkowski K., Torzewski J., Szachogłuchowicz I., Gocman K., Wachowski M., Kania B.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 6

1413--1424

EN

Industries that rely on additive manufacturing of metallic parts, especially biomedical companies, require material science-based knowledge of how process parameters and methods affect the properties of manufactured elements, but such phenomena are incompletely understood. In this study, we investigated the influence of selective laser melting (SLM) process parameters and additional heat treatment on mechanical properties. The research included structural analysis of residual stress, microstructure, and scleronomic hardness in low-depth measurements. Tensile tests with specimen deformation analysis using digital image correlation (DIC) were performed as well. Experiment results showed it was possible to observe the porosity growth mechanism and its influence on the material strength. Specimens manufactured with 20% lower energy density had almost half the elongation, which was directly connected with the porosity growth during energy density reduction. Hot isostatic pressing (HIP) treatment allowed for a significant reduction of porosity and helped achieve properties similar to specimens manufactured using different levels of energy density.

2

Innovative Tool for Friction Stir Welding of Titanium Plates

Sobczak U., Wachowski M., Śnieżek L., Bajkowski M., Gocman K.

Machine Dynamics Research

|

2017

|

Vol. 41, No. 1

53--63

EN

The objective of the study was to analyze the level of wear of the tool made of sintered tungsten heavy sinter used for friction stir welding (FSW) of titanium alloys. The study includes an analysis of the microstructure of the tool, measurements of surface roughness, friction tests using 100Cr6 ball bearing and friction tests using a tungsten carbide WC. Based on the analysis of the presented results, it can be stated that the test material – pulled together with the titanium – will be characterized by high resistance to wear.

3

The effect of laser surface modification on permeability and load capacity of porous sleeves

Gocman K., Kałdoński T., Król A., Giemza B.

Journal of KONES

|

2015

|

Vol. 22, No. 1

107--114

EN

In this article some results of the research on the new generation slide porous bearings sintered from Höganas NC.100.24 iron powder, with 2.5% addition by weight of copper, with micro-segments (paths) made on their sliding surface with CO2 laser, with increased hardness and locally reduced surface porosity, are presented. The research was carried out within the framework of PBR/15-249/2007/WAT-OR00002904 Research Project financed by the Ministry of Science and Higher Education, during 2007 – 2011 [1]. Significant increase of the load capacity of the porous sleeves with paths, in comparison with the same Ø25/Ø35 x 20 mm sleeves without paths, was obtained. Durability of the bearings was also slightly higher; however, in comparison with the sleeves with macro-segments made of solid material, durability of the new generation bearings was several times higher. The sleeves sintered from iron powder with micro-segments made on their surface with the laser technique have not been previously known. Promising results in terms of increase of load capacity and durability caused that authors decided to submit a proper patent claim to the Polish Patent Office [2].

4

Porowate łożyska ślizgowe spiekane z proszku żelaza z dodatkiem heksagonalnego azotku boru

Kałdoński T., Giemza B., Król A., Gocman K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2014

|

Vol. 63, nr 1

87-100

PL

Autorzy prezentują w artykule wybrane wyniki badań porowatych tulei ślizgowych nowej generacji spiekanych z proszku żelaza Höganas NC.100.24 z dodatkiem heksagonalnego azotku boru h-BN zamiast dotychczas stosowanego proszku miedzi lub grafitu. Zadania zrealizowano w ramach projektu rozwojowego PBR/15-249/2007/WAT-OR 00002904 finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2007-2011 [1]. Uzyskano znaczącą, nawet dwukrotną poprawę obciążalności i trwałości porowatych tulei Ø25/Ø35 × 20 mm zawierających w żelaznym spieku 3% wagowe azotku boru h-BN, w porównaniu do takich samych, standardowych tulei zawierających 2,5% miedzi. Dotychczas w świecie nie są znane tuleje spiekane z proszku żelaza z dodatkiem h-BN, osiągające dzięki temu zwiększoną trwałość i nośność, dlatego autorzy zgłosili do Urzędu Patentowego Rzeczpospolitej Polskiej odpowiednie zastrzeżenie patentowe [2].

EN

In this article there are presented some selected results of research works on new generation porous slide bearings, sintered from Höganas NC.100.24 iron powder, with addition of hexagonal boron nitride h-BN instead of copper or graphite powder. The research was carried out within the framework of PBR/15-249/2007/WAT-OR 00002904 Research Project financed by the Ministry of Science and Higher Education, during 2007-2011 [1]. Significant increase in capacity and durability of Ø25/Ø35 × 20 mm porous sleeves containing 3% of boron nitride h-BN by weight in the iron sinter was obtained in comparison to the same standard sleeves containing 2.5% of copper. To date there are no bearings sintered from iron powder with addition of h-BN. Owing to this fact, their durability and load capacity are higher, and that is why it was decided to submit a proper patent claim to the Polish Patent Office [2].

5

Ocena morfologii powierzchni, właściwości mechanicznych oraz przyczepności cienkich warstw azotku boru wytwarzanych metodą ablacji laserowej

Gocman K., Mróz W., Kałdoński T., Burdyńska S., Budner B.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2014

|

Vol. 63, nr 1

101-111

PL

W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań morfologii powierzchni (AFM, FTIR) powłok azotku boru nanoszonych metodą ablacji laserowej (PLD) na podłoża stalowe. Scharakteryzowano właściwości mechaniczne (twardość, moduł Younga) oraz przyczepność powłok do podłoża. Na podstawie przeprowadzonych badań potwierdzono możliwość stosowania stali jako materiału na podłoże do nanoszenia cienkich powłok azotku boru metodą PLD.

EN

The article presents preliminary results of investigation on morphology (AFM, FTIR) of boron nitride thin films deposited onto steel substrates using PLD method. Mechanical properties (hardness and elastic modulus) of the coatings and their adhesion to the substrates were measured. On the basis of obtained results, the possibility of using steel as a subststrate for pulsed laser deposition of BN films was confirmed.

6

Żelazne łożyska porowate z mikrosegmentami wykonanymi techniką laserową na powierzchni ślizgowej tulei

Gocman K., Kałdoński T., Król A., Giemza B.

Tribologia

|

2013

|

nr 6

9--20

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań porowatych tulei ślizgowych nowej generacji spiekanych z proszku żelaza Höganas NC.100.24 z dodatkiem 2,5% mas. miedzi z wykonanymi laserem C02 na ich ślizgowej powierzchni mikrosegmentami (ścieżkami) o zwiększonej twardości i zmniejszonej lokalnie porowatości powierzchniowej. Badania zrealizowano w ramach projektu rozwojowego PBR/15-249/2007/WAT-OR00002904 finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2007-2011 [L. 1]. Uzyskano znaczące zwiększenie nośności porowatych tulei ze ścieżkami w stosunku do takich samych tulei Ø25/Ø35 x 20 mm bez ścieżek. Trwałość tulei była również trochę większa, natomiast w stosunku do tulei z makrosegmentami z materiału litego trwałość łożysk nowej generacji była wielokrotnie większa. Dotychczas w świecie nie są znane tuleje spiekane z proszku żelaza i z wykonanymi na ich powierzchni techniką laserową mikrosegmentami, dzięki czemu ich trwałość i nośność są większe, dlatego postanowiono zgłosić do Urzędu Patentowego Rzeczpospolitej Polskiej odpowiednie zastrzeżenie patentowe [L. 2].

EN

In this article some results of the research on a new generation slide porous sleeves is presented. The sleeves are sintered from Höganas NC.100.24 iron powder, with 2.5% addition by weight of copper, with micro-segments (paths) made on their sliding surface with C02 laser, with increased hardness and locally reduced surface porosity, are presented. The research was carried out within the framework of PBR/15-249/ 2007/WAT-OR00002904 Research Project financed by the Ministry of Science and Higher Education, during 2007-2011 [L. 1]. Significant increase of the load capacity of the porous sleeves with paths, in comparison with the same Ø25/Ø35 x 20 mm sleeves without paths, was obtained. Durability of the bearings was also a little higher, and in comparison with the sleeves with macro-segments made of solid material, durability of the new generation bearings was several times higher. To date there are no bearings sintered from iron powder, and with micro-segments made on their surface with the laser technique. Durability and load capacity of such bearings are higher, and that is why it was decided to submit a proper patent claim to the Polish Patent Office [L. 2].

7

Badania porównawcze chropowatości powierzchni gładkich za pomocą skaterometrii, interferometrii i mikroskopii sił atomowych

Synak R., Pawełczak M., Lipiński W., Gocman K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 1

46-53

PL

Opisano aparaturę służącą do badania chropowatości powierzchni działającą na następujących zasadach: rozpraszania światła (skaterometrii metodą TIS), interferometrii światła białego oraz mikroskopii sił atomowych. Głównym celem prac było porównanie wyników pomiarów parametru chropowatości Sq powierzchni gładkich uzyskanych za pomocą nowego układu TIS, tj. integratora fotodiodowego z wynikami otrzymanymi przy użyciu wymienionych przyrządów. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu próbek wykonanych z płytek krzemowych, zwierciadeł optycznych, płytek wzorcowych i innych płytek metalowych. Próbki charakteryzowały się wartościami chropowatości Sq z zakresu od ok. 0,5 do ok. 25 nm. Badania wykazały dużą zgodność wyników pomiaru chropowatości uzyskanych za pomocą integratora i wymienionej aparatury.

EN

Instruments destined for testing smooth surface parameters, based on the following principles: scatterometry (TIS), white light interferometry and atomic force microscopy have been described in the paper. The main purpose of the investigations was comparing measurement results obtained using a novel TIS device, e.g., the photodiode intergrator with results gained from other apparatus. Comparisons have been done by measuring roughness of the following samples: silicon wafers, optical mirrors, size blocks and metal plates. They are characterized by the r.m.s. roughness Sq of 0.5...25 nm. The investigations prove a good agreement of measurement results obtained using the photodiode integrator and other instruments.

8

Badania porównawcze olejów perfluoropolieterowych i wybranych cieczy jonowych jako smarów

Kałdoński T. J., Ozimina D., Cudziło S., Durejko T., Gocman K., Zasada D., Kałdoński T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2013

|

Vol. 62, nr 1

235-251

PL

W pracy omówiono wyniki badań porównawczych dwóch olejów perfluoropolieterowych o strukturze rozgałęzionej i dwóch olejów perfluoropolieterowych o strukturze liniowej oraz trzech cieczy jonowych alkoksymetyloimidazolwych o zróżnicowanej długości podstawników, lecz z tym samym hydrofobowym anionem bis(trifluorometylosulfonylo)imidowym. Wykonano badania właściwości reologicznych, termicznych (TG/DTA), powierzchniowo-energetycznych, tribologicznych, profilografometrycznych i mikroskopowych (SEM/EDS). Stwierdzono, że zbadane ciecze jonowe lepiej spełniały funkcję smaru w styku stal-stal niż renomowane oleje perfluoropolieterowe.

EN

The paper presents the results of comparative investigations of two perfluoropolyether oils of branching structure and two perfluoropolyether oils of linear structure as well as three alkoxymethyloimidazole ionic liquids of diversified long alkyl cation but with the same hydrophobic bis(trifluoromethylsulfonyl)imide. The investigations of rheological, thermal (TG/DTA), surface energetical, tribological, profilographometrical and microscope (SEM/EDS) properties have been carried out. It was confirmed that the tested ionic liquids better fulfil a function of grease in steel - steel contact than the tested PFPE.

9

Structural and mechanical properties of boron nitride thin films deposited on steel substrates by pulsed laser deposition

Gocman K., Kałdoński T., Mróz W., Burdyńska S., Prokopiuk A.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 1

149-156

EN

The article presents preliminary results of investigation on structure, morphology and mechanical properties of boron nitride thin films prepared by pulsed laser deposition on various steel substrates. In order to improve adhesion and reduce internal stresses, substrates were subjected to gas nitriding. To increase gas ionization in the chamber and provide the deposited particles with higher energy RF discharge generator was used. Structure and morphology of coatings were examined by atomic force microscopy (AFM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Mechanical properties like nanohardness (sclerometric) and elastic modulus (using approach curves) were characterized by UNMT. Adhesion of coatings was measured by scratch tests; critical load was determined on the basis of microscopic observation and friction force and acoustic emission runs. On the basis of obtained results, possibility of using steel as substrate for BN thin films deposition was confirmed. Stable, crystalline, multiphase coatings with good adhesion to the steel substrate were obtained. It was also proved that mechanical properties of prepared coatings and their adhesion to the substrates strongly depend on the type of the substrate. In the next stage tribological properties of BN, coatings will be examined in particular in terms of wear resistance and friction coefficient between coatings and steel.

10

Zastosowanie azotku boru jako materiału smarującego w porowatych łożyskach ślizgowych

Mróz W., Budner B., Czwartos J., Gocman K., Prokopiuk A., Kałdoński T.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

612-615

PL

Heksagonalny azotek boru (h-BN) jest materiałem, który z uwagi na mały współczynnik tarcia może być wykorzystywany jako materiał smarujący, mogący w niektórych zastosowaniach zastąpić oleje i smary. W prezentowanej pracy był on wykorzystany w dwojaki sposób: w postaci proszku jako dodatek do materiału konstrukcyjnego tulei porowatych łożysk ślizgowych oraz w postaci warstw osadzanych na powierzchni tulei metodą PLD z wykorzystaniem lasera ArF (? = 193 nm). Podłoża i osadzone warstwy BN zostały scharakteryzowane metodą spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz spektroskopii Ramana. Właściwości smarujące osadzonych warstw zostały określone na podstawie wyznaczonych współczynników tarcia w teście przeprowadzonym w ruchu posuwisto-zwrotnym metodą kula-płaszczyzna. Uzyskane wyniki wskazują na zmniejszenie współczynnika tarcia w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym zarówno w przypadku pokrycia tulei warstwą BN, jak i w wyniku dodania do materiału sproszkowanego BN. Uzyskane wartości współczynnika tarcia są również zbliżone do wartości wyznaczonych dla tulei nasączonych olejem Antykol TS 120.

EN

Hexagonal boron nitride (h-BN) is a lubricate material with small friction coefficient, which can be used as an altternative to oils or greases. Two kinds of h-BN were presented in this paper: a h-BN powder used as a suplement for a structural material of the bush of the porous sliding bearings and as a thin films deposited on the bush surfaces using PLD method with ArF laser (with ? = 193 nm). Both bush surfaces and deposited BN films were characterized using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy methods. On the basis of frictional coefficient observed during reciprocating motion test using ball on flat method the sliding properties of deposited films were determined. The results of an experiment shows that for both the bush covered with BN films and bush with BN powder in their structure the frictional coefficient is smaller than for the unmodified bushes. These results are similar to friction coefficient values for bushes impregnated with Antykol TS 120 oil.

11

Application of artificial neural networks in tribology - prediction and classification models

Gocman K., Kałdoński T.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 1

137-144

EN

The influence of load and rotational speed on wear and moment of friction is presented in this paper. The tests were carried out under both constant and increasing load and at wide range of rotational speed. During the tests moment offriction, oil temperature and weather conditions were registered. On the basis of obtained results neural models for prediction of wear, moment of friction and friction classifiers were created. The different kinds of artificial neural networks and different training algorithms were applied in order to obtain the best generalisation and quality of created models. All researches showed that artificial neural networks are useful as prediction and classification models. Because of too small teaching data models were limited only to two inputs - load and rotational speed and one output — wear, moment offriction or state. The best models achieved very good precision — testing error lower than 5%. It was also proved, that various types of networks have different usefulness for different applications. MLP networks turned out to be the best wear models, GRNN networks gave the best results as models of moment offriction and RBF networks were proved to be the best classifiers. To obtain model which will give better characterization of processes proceeded in tribological pairs, much more experiments to increase teaching data have to be conducted.

12

Trzystanowy klasyfikator tarcia na bazie sztucznych sieci neuronowych

Gocman K., Kałdoński T.

Tribologia

|

2008

|

nr 2

195-205

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki badań wpływu prędkości obrotowej i obciążenia na wartość momentu tarcia generowanego w węźle aparatu czterokulowego. Współpraca elementów pary ciernej odbywała się w szerokim zakresie obciążeń (500-6000 N) oraz prędkości obrotowych (100-2000 obr./min). Dokonano analizy uzyskanych wyników i podjęto próbę stworzenia trzystanowego klasyfikatora tarcia (stany smarowanie, zacieranie i zespawanie) z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych. W celu uzyskania jak najlepszych wyników modelowania zastosowano różne rodzaje sztucznych sieci neuronowych, a także różne algorytmy uczące.

EN

Occurrence and synergy of many complicated friction phenomena, which have non-linear character, very often result in the lack of the possibility to forecast courses and the effects of tribological processes. Searching models of tribological quantities like wear, friction coefficient, the moment of friction, and temperature taking into account every process which proceed in friction pairs is one of the most important problem in present tribology. As far as boundary friction is concerned, the situation is even more difficult. We are not able to predict if and when the boundary layer is destroyed (which value of load and how much time is needed). In view of their properties, the artificial neural networks (ANN) could become very useful instruments. They let us to carry out some multidimensional analysis, define the influence of single parameters and what is important - the interaction between these parameters. Obtained results of the influence of load and rotational speed on the moment of friction and wear of a tribological pair are presented in the paper. Test were carried out at the range of a rotational speed about 100-2000 rpm and a load of about 500-6000 N. During the tests moment of friction, oil temperature and weather conditions were registered. After the tests the wear of the tribological pairs were measured. The analysis of results was elaborated and three-state friction classifier on base of artificial neural networks (ANN) was built. The different training algorithms were applied to obtain the best quality of built models. All researches showed that artificial neural networks are very useful as prediction models in tribological processes. The analysis proved that RBF networks are the most suitable for classification. The obtained model achieved quite good precision - RBF networks give higher than 90% quantity of correct classifications. Considered networks had a simple structure - only two inputs because teaching data was quite small (for example weather conditions were skipped). It was also proved that implementation of an additional state - "welding" deteriorated the classifiers quantity insensibly.

13

Neural networks as a friction classifiers

Gocman K., Kałdoński T.

Problemy Eksploatacji

|

2007

|

nr 4

111-118

EN

Preliminary results of the influence of load and rotational speed on the moment of friction and wear of a tribological pair are presented in the paper. Tests were carried out at rotational speeds of about 100-2000 rpm and loads of about 500-6000 N. During the tests, the moment of friction, oil temperature and weather conditions were registered. After the tests, the conditions of the wear of tribological pairs were measured. The analysis of results was developed, and a friction classifier was built using artificial neural networks (ANN). The different training algorithms were applied to obtain the best quality models.

PL

W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań wpływu obciążenia i prędkości obrotowej na wartość momentu tarcia i zużycie pary ciernej. Badania przeprowadzono w szerokim zakresie obciążeń (500-6000 N) i prędkości obrotowych (100-2000 obr./min). W czasie pomiarów rejestrowano wartość momentu tarcia, temperaturę środka smarnego oraz warunki otoczenia. Po zakończeniu testów wyznaczono zużycie elementów pary ciernej. Po przeprowadzonej analizie wyników, na bazie sztucznych sieci neuronowych zbudowano klasyfikator tarcia. W czasie budowy modeli zastosowano różne algorytmy uczące, tak aby uzyskać jak najlepszą jakość klasyfikatorów.

14

Modelling of moment of friction under increasing load using artificial neural networks

Gocman K., Kałdoński T.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 2

171-177

EN

Searching models of tribological quantities taking into account every processes proceeded in friction pairs is one of the most important problem in present tribology. Existing models of wear and friction are unfortunately imperfect -they do not reflect every occurrences proceeded in tribological pairs, especially in case of boundary friction. Complicated and nonlinear nature of friction processes force researching of non-analytical models. In view of their properties, the artificial neural networks (ANN) could become very useful instruments. The results preliminary tests on influence of load and rotational speed on moment offriction are presented in this paper. Tests were carried out under increasing load and at the range of rotational speed 500 - 1500 rpm. The analysis of results was elaborated and run of moment offriction on base of artificial neural network was modeled. The different kinds of ANN and different training algorithms were applied to obtain the best quality of built models. In particular the schema of the friction, the moment of the friction in a load function for selected rotational speeds, the structure of the GRNN network, composition experimental data and results of the modelling are illustrated in the paper.

PL

Modelowanie wielkości tribologicznych, uwzględniające wszystkie procesy zachodzące w węźle tarcia jest jednym z najważniejszych zadań współczesnej tribologii. Istniejące modele zużycia i tarcia są niestety niedoskonałe - nie odzwierciedlają one wszystkich zjawisk zachodzących w węźle tarcia, zwłaszcza w wypadku występowania tarcia granicznego. Złożony i nieliniowy charakter procesów zachodzących w węźle tarcia wymusza poszukiwanie modeli innych niż analityczne. Ze względu na swoje właściwości, bardzo użytecznym narzędziem mogą stać się sztuczne sieci neuronowe (SSN). W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań wpływu obciążenia i prędkości obrotowej na przebieg momentu tarcia. Badania przeprowadzone zostały przy obciążeniu narastającym płynnie w czasie testu, w zakresie prędkości obrotowych od 500 do 1500 obr/min. Po przeprowadzonej analizie wyników badań, na bazie sztucznych sieci neuronowych zbudowany został model przebiegu momentu tarcia. W czasie modelowania wykorzystano różne rodzaje sieci neuronowych oraz zastosowano różne algorytmy uczące, aby uzyskać jak najlepszą jakość budowanego modelu. W szczególności schemat węzła tarcia, moment tarcia w funkcji obciążenia dla wybranych prędkości obrotowych, struktura sieci GRNN, zestawienie danych eksperymentalnych i wyników modelowania są zilustrowane w artykule.

15

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do modelowania zużycia przy tarciu granicznym

Giemza B., Gocman K., Kałdoński T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr 3

137-151

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań wpływu obciążenia i prędkości obrotowej na zużycie badanego węzła tarcia - kulek testowych aparatu czterokulowego. Dokonano analizy wyników badań oraz zamodelowano zużycie testowego węzła tribologicznego za pomocą sztucznych sieci neuronowych (SSN). Zastosowano różne rodzaje SSN i algorytmy uczące w celu uzyskania jak najlepszej generalizacji i jakości uzyskanego modelu.

EN

The results of initial investigations of influence of load and rotational speed on wear of a friction couple - tested ball of four-ball machine are presented. The investigation results were analysed and a model of wear of the tested tribological couple was built on basis of artificial neural networks (ANNs). Different kinds of ANNs and training algorithms were applied to obtain the best generalisation and quality of the built model.