Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Próba oceny skrawalności stopów z układu Fe-Al podczas toczenia wzdłużnego

Zarański Z., Łosik I., Sulej S., Durejko T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr 3

243-256

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań skrawalności stopów na osnowie fazy międzymetalicznej z układu Fe-Al. Skrawalność oceniano na podstawie wybranych wskaźników, między innymi wyznaczając siłę skrawania oraz analizując zużycie ostrzy skrawających i chropowatość powierzchni. Z przeprowadzonych badań wynika, że intermetale Fe-Al są materiałami trudno obrabialnymi i ich skrawanie z parametrami podobnymi do innych materiałów konstrukcyjnych jest niemożliwe.

EN

The paper presents machinability results of the materials based on Fe-Al phases. The machinabilit was estimated on the basic of the chosen indexes. It was possible thanks to force determination and analysis of edges wear and surface roughness for different technological parameters. It was found that Fe-Al materials are very difficult to machining. Machining of these materials can be performed by modern tools and correctly chosen turning parameters.

2

Wear of cutting edges during Fe-Al intermetals turning

Łosik I., Zarański Z., Sulej S., Durejko T.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2004

|

Vol. 9, no spec.

59-64

EN

Investigations of insert cutting edges during longitudinal turning included total cutting forces analysis as well as intensity and type of edge wear. Cutting pressure was found via measurements of total circumferential force while intensity of edge wear was calculated from VBmax wear value and real machining time of the edge. Qualitative assessment of a kind of edge wear was made with use of scanning microscope. Values of total circumferential cutting force Fc have been shown as a function of cutting speed vc while intensity of edge wear dVB/dt - as dependent on both cutting speed vc and feed value f. The intensity of edge wear versus feed value f was found for various cutting tool materials and edge geometries. The presented characteristics for Fe-Al intermetals machinability show that, because of high total cutting forces and high intensity of edge wear of modern inserts, those materials are difficult-to-machine.

3

Kształtowanie właściwości użytkowych zaworów silników tłokowych z wykorzystaniem nowoczesnych technologii

Napadłek W., Szudrowicz M., Łosik I.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

347-348

PL

W artykule przedstawiono wyniki prób technologicznych stopowania laserowego przylgni zaworów wylotowych silnika spalinowego z zastosowaniem proszków stopowych (stellitowych), z następującym po nim azotowaniem. Dla celów porównawczych zastosowano azotowanie kąpielowe i azotowanie jarzeniowe. W wyniku połączenia dwóch nowoczesnych technologii tj. stopowania laserowego i azotowania, uzyskano charakterystyczne warstwy wierzchnie. W strefie przylgni zaworu, żaroodporną warstwę stopową, odporną na działanie korozji gazowej oraz na zużycie. W strefie grzybka zaworu, warstwa o dużej odporności na korozję gazową i erozję, posiadajaca korzystne właściwości antyadhezyjne produktów spalania (np. nagaru); w strefie trzonka zaworu, warstwa odporna na zużycie w warunkach tarcia w ruchu posuwisto-zwrotnym również w podwyższonych temperaturach. Uzyskane wyniki badań dają pełne podstawy wdrożenia technologicznego w wielopaliwowych tłokowych silnikach trakcyjnych, a w szczególności mocno obciążonych cieplnie i pracujących w trudnych warunkach np. dla dużego zapylenia.

EN

In the paper were presented results of technological tests of laser processing and ion nitriding of set face of valves steel 50H21G9N4 for internal combustion engine. For comparative reasons were apply bath and ion nitriding. In the results of using two modern technology that is laser processing and nitriding were obtained heat resistant layer unaffected by corrosion and abrasive wear. Obtained results gave grounds for technological putting them into practice multifuel piston engines especially working in difficult conditions.

4

Modyfikacja warstwy wierzchniej stali zaworowych z wykorzystaniem stopowania laserowego i azotowania

Napadłek W., Łosik I., Szudrowicz M.

Archiwum Odlewnictwa

|

2003

|

R. 3, nr 7

253-258

PL

W artykule przedstawiono wyniki prób technologicznych stopowania laserowego przylgni zaworów wylotowych silnika spalinowego wykonanych ze stali 50H21G9N4 z następującym po nim azotowaniem. Dla celów porównawczych zastosowano azotowanie kąpielowe i azotowanie jarzeniowe. W wyniku połączenia dwóch nowoczesnych technologii tj. stopowania laserowego i azotowania, uzyskano charakterystyczną żaroodporną warstwę stopową, odporną na działanie korozji gazowej oraz na zużycie. Uzyskane wyniki badań dają pełne podstawy wdrożenia technologicznego w wielopaliwowych tłokowych silnikach trakcyjnych, a w szczególności pracujących w trudnych warunkach.

EN

The paper presents the results of technological tests of laser processing and nitring on face of valves austenitic steel 50H21G9N4 for internal combustion engine. Bath and ion nitriding were used for comparative reasons. As a result of using two modern technologies which mean laser processing and nitriding, heat resistant layer unaffected by corrosion and abrasive wear, were obtained. Obtained results gave ground for theirs technological application into practice in multiraction engines especially working in difficult conditions.

5

Badania właściwości włókien węglowych po modyfikacji ich powierzchni

Zarański Z., Łosik I., Bojar Z.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 5

318-322

PL

Przedstawiono wyniki badań morfologii warstwy wierzchniej i właściwości włókien węglowych o różnym stanie warstwy powierzchniowej, przeznaczonych do zbrojenia kompozytów metalicznych o osnowie na bazie aluminium. Przedmiot badań stanowiły włókna elementarne lub wiązki rowingowe włókien wysokomodułowych HMS 5236 w stanie „handlowym" (powierzchnia włókien powleczona impregnatem przystosowanym do osnowy polimerowej), w stanie po usunięciu impregnatu przez wygrzewanie wstępne w temperaturze 1000°C w ciągu 30 minut w atmosferze czystego argonu (określone jako „surowe") i w stanie po modyfikacji warstwy powierzchniowej według technologii zaproponowanej przez autorów. Modyfikacja włókien węglowych polegała na wytworzeniu na ich powierzchni cienkiej warstewki z węglika krzemu. Warstewkę SiC uzyskano w wyniku reakcji krzemu (składnik żywicy silikonowej, którą impregnowano wiązki rowingowe włókien) i węgla z powierzchni włókien w czasie obróbki temperaturowej włókien impregnowanych roztworem żywicy. W porównawczej ocenie struktury i właściwości włókien węglowych wykorzystano skaningową mikroskopie elektronową (pakiety włókien elementarnych), rentgenowską analizę fazową (pakiety włókien elementarnych) oraz statyczną próbę rozciągania (włókna elementarne i pojedyncze wiązki rowingowe) i próbę żaroodporności włókien (pakiety włókien elementarnych). Przeprowadzone badania pozwalają stwierdzić, że warstewka SiC na włóknach węglowych stanowi barierę dyfuzyjną, ograniczającą wzajemną reaktywność pomiędzy komponentami, zarówno w czasie formowania, jak i późniejszej eksploatacji kompozytu.

EN

Elemental continuous carbon fibres or HMS 5236 roving of high modulus fibres in ,,merchant" condition (the surface of fibres covered with polymeric impregnation), in condition after removing of impregnation by initial thermal heating at the temperature of 1550°C, in argonium atmosphere (called as ,,raw" condition) and in condition after modification process (according to author's proposal), were investigated in this work. Modified carbon fibres means that single roving of carbon fibres was impregnated with silicon resin solution and then thermally heated in graphite reactor. A subtle SiC layer, playing a role of diffusion barrier during producing a composite by spontaneous dampening of roving, was obtained as a result of modification process. Main goals of conducted tests were: — to identificate, by X-ray analysis (Fig. 1), a phase structure of modified carbon-fibres surface (using XRD 3003 Siefert difractometer); - to estimate morphology and geometric parameters (Fig. 2) of modified carbon fibres surface (using XL-30LaB6 SEM); - to measure braking force (Fig. 3a) and elongation for elemental fibres (using microforce tester); - to measure strength properties (Fig. 3b, c) of roving samples (using Instron 8501 universal pulsator); - to compare an oxidation resistance (Fig. 4) of fibres in ,,raw" and modified condition (by measuring of loss mass value after each stage of heating at temperature of 850°C, in air atmosphere). It has been shown that basic phase component of modified carbon fibres surface layer was silicon carbide SiC (a week but noticeable (004) and (110) peaks were visible in tested range of 20 angle - Fig. 1). Packages of elemental carbon fibres in ,,merchant", ,,raw" and modified conditions were subjected to morphological testing (Fig. 2) of their surfaces and important morphological differences were stated. The morphology differences observed were adequate to the state of carbon fibres surface layer. So fragments of polymeric coatings visible on ,,merchant" carbon fibres surface were not fully continuous and diverse in thickness (Fig. 2a). Heating of these ,,merchant" carbon fibres in oxidation atmosphere gives possibility on effective removing the preparation thus ,,raw", roughly carbon surface becomes exposed (Fig. 2b). The surface layer of carbon fibres in modified condition is much more homogenous (morphologically) and has different chemical composition (visible in BSE detector picture - Fig. 2c). The results of strength properties testing of elemental carbon fibres (Fig. 3) or samples of single roving (Tab. 1) subjected to various processes of treatment are different from those given by supplier of carbon fibres in ,,merchant" condition. The tensile strength of modified carbon fibres (as elemental and in roving) is, in comparison to the ,,raw" carbon fibres, lower and their modulus of elasticity (in the same comparison) is higher. Conducted tests of ,,raw" and modified carbon fibre oxidation resistance proved that SiC coatings obtained during modification process effectively guard against chemical reactions in aluminium - carbon system. It is good prognosis for trials of infiltrating modified carbon fibres roving with liquid aluminium or aluminium-based alloys.

6

Badania granicy rozdziału w kompozytach metalicznych zbrojonych włóknami węglowymi

Łosik I., Zarański Z., Bojar Z.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 5

333-337

PL

W pracy opisano wyniki prób technologicznych otrzymywania kompozytów metalicznych o osnowie na bazie aluminium, zbrojonych ciągłym włóknem węglowym. Celem prowadzonych prób było otrzymanie drutu kompozytowego (w układzie zwilżającym), w efekcie przeciągania rowingu składającego się z kilku tysięcy elementarnych włókien węglowych przez ciekłe stopy z układu Al-Si, w warunkach zapewniających pełną infiltracje wiązki. Dobór parametrów technologii otrzymywania drutu kompozytowego prowadzono, zmieniając temperaturę i czas procesu infiltracji (poprzez zmianę prędkości przeciągania rowingu przez ciekłą osnowę), a także stan warstwy powierzchniowej włókien elementarnych w rowingu (włókna w stanie od producenta po dodatkowym wygrzewaniu - określane jako „surowe", włókna modyfikowane wstępnie - przed procesem zasadniczej infiltracji oraz włókna modyfikowane in situ - w jednym ciągu technologicznym z końcowym formowaniem) oraz skład kąpieli - osnowy (krzem, aluminium, stopy Al-Si). Wykazano, że barierowe powłoki z udziałem krzemu, zwłaszcza (na tym etapie opanowania obu procesów) otrzymywane in situ podczas infiltracji rowingu w ciekłym krzemie, bardzo skutecznie zabezpieczają powierzchnie włókien elementarnych przed degradacją w ciekłym aluminium. Proponowana technologia zapewnia pełną infiltracje rowingu oraz umożliwia, w końcowym efekcie procesu nazwanego formowaniem, uzyskanie zamierzonego udziału objętościowego i równomiernego rozmieszczenia włókien węglowych w kompozycie na osnowie aluminium. Technologia otrzymywania kompozytów na bazie włókien modyfikowanych również zapewnia korzystne efekty strukturalne i po optymalizacji parametrów procesu może być stosowana z powodzeniem do wytwarzania kompozytów AlSi-WW.

EN

The results of technological attempts at obtaining of Al-based metal matrix composites reinforced with continuous carbon fibres are shown in this paper. The main purpose of this work was to obtain composite wire by pulling a carbon roving (covering about 6000 elemental filaments) through a liquid Al-Si alloy at conditions securing for full infiltration process. Investigations were conducted changing the temperature and time of infiltration process (by changing the velocity of pulling the roving through liquid matrix), as well by changing the condition of elemental filaments surface (filaments in raw condition, filaments provisionally modified, filaments modified in situ) and changing the composition of liquid matrix (silicon, aluminium, Al-Si alloys). Two different ways for resolving the issue of carbon fibre surface modification, in order to secure the best moistening and to minimise a harmful chemical reactions in aluminium-carbon system were proposed taking into account that the possibility of controlling a phenomenon at filaments/matrix border is critical for obtaining a correct structure and high properties of Al-based metal matrix composites. First of them was provisionally modification of filaments surface by saturating a roving with silicon resin solution and then, heating them at the temperature of 1550°C for 30 minutes. It resulted in creating of SiC barrier coating on filament surface (by diffusion and reactions in solid state). Such modified roving was subjected to effective infiltration process with AlSill alloy at the temperature of 1350°C. After them quite weak geometrical effects of interactions at the components boundary zone were observed (Fig. 1c), while a comparative attempts at infiltrating the roving in raw condition (HMS 5236 roving after heating to remove polymeric preparation) confirmed (Fig. 1a, b, as well Fig. 2b) that in the same conditions of process a very distinct effects of chemical reactions in carbon fibre - matrix system (up to fully degradation of elemental filaments (Fig. 1a, Fig. 2b) zone at roving surface in left microstructure) were present. The second of offered processes covers a stage by stage infiltration of roving in raw condition. HMS 5236 roving after provisional heating was pulled through liquid silicon at the temperature of 1450°C and full infiltration effect (probably with SiC barrier coating on filament surfaces growing in situ as results of diffusion and chemical reactions in liquid state) was easy obtained (Fig. 2a). Such provisionally prepared roving was pulled through liquid aluminium bath and silicon matrix was exchanged fir Al-Si alloy matrix with different level of silicon contents (up to neareutectic alloy - Fig. 2c) at the temperature not exceeding 1000°C. The AlSi-continuous carbon fibre composite wires were about 0.6 mm in diameter and a few dozen millimetres in long and had about 80% volume contents of carbon fibres with highly regular cross section geometry (Fig. 2c - right microstructure), evenly distributed in Al-Si matrix (Fig. 2c - left microstructure). It was stated that final efficacy and technological usefulness estimation of barrier coatings obtained by provisional modification process or by in situ modification process could be possible after lasting investigations of components border microstructure and mechanical properties of composite AlSi-continuous carbon fibre wire.

7

Powłoka barierowa z SiC na włóknach węglowych przeznaczonych do zbrojenia kompozytów na osnowie aluminium.

Zarański Z., Łosik I., Bojar Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

620-622

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości powłoki barierowej z SiC uzyskiwanej na włóknach węglowych przeznaczonych do zbrojenia stopów z układu Al-Si, poprzez modyfikację powierzchni włókien z użyciem żywicy silikonowej i po modyfikacji "in situ" w ciekłym krzemie. W ocenie struktury i właściwości wytworzonej powłoki SiC wykorzystano metodyki badawcze oparte na skaningowej mikroskopii elektronowej, rentgenowskiej analizie fazowej oraz statycznej próbie rozciągania. Podano skład chemiczny warstwy wierzchniej włókien po procesach modyfikacji oraz określono właściwości wytrzymałościowe włókien węglowych modyfikowanych i surowych w próbach statycznego rozciągania włókien elementarnych. Sprawdzenie przydatności włókien węglowych z powłoką barierową z SiC do zbrojenia aluminium i stopów dokonano na podstawie badania jakości granicy rozdziału w wytworzonych kompozytach po wytrawieniu osnowy. Wykazano możliwość uzyskania dobrej jakościowo granicy rozdziału w kompozytach uzyskanych przez infiltrację modyfikowanych ciągłych włókien węglowych ciekłą osnową Al-Si.

EN

SiC - barrier coating on elemental carbon fibres was obtained in two stage modification process covering silicon resin preparation followed by the high temperature treatment of 6000-fibres roving or in "in situ" modification process by infiltration of roving with liquid, pure silicon. Typical metallographic methods, such as scanning electron microscopy investigations of structure and fractures, microprobe EDS analysis, X-ray phase analysis and static tensile tests of elemental carbon fibres were used to estimate the structure and properties of investigated fibres in different state of their surface layer. According to the results of interface chemical analysis and X-ray phase analysis an existence of uniform (in thickness and in chemical composition) SiC layer on modified carbon fibre surface was confirmed. It was also shown that the ultimate tensile strength of elemental carbon fibres in modified condition is much more independent from the diameter of fibre than it is in "raw" condition. The usability of modified carbon fibres roving with SiC barrier coating on each elemental fibre for strengthening of aluminium-based on metal matrix composites was checked. The good quality of Al/C interface in composites obtained by infiltration of continuous carbon fibre roving modified with liquid Al-Si matrix can be observed.

8

Modyfikacja powierzchni włókien węglowych przeznaczonych do zbrojenia kompozytów z osnową metaliczną na bazie aluminium

Zarański Z., Łosik I.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2000

|

Vol. 49, nr 7

111-124

PL

Przedstawiono sposób modyfikacji powierzchni włókien węglowych, przeznaczonych do zbrojenia kompozytów z osnową metaliczną na bazie aluminium, polegający na obróbce temperaturowej włókien z naniesioną preparacją z żywicy silikonowej. W wyniku reakcji węgla z powierzchni włókna i krzemu z nośnika silikonowego podczas obróbki w wysokiej temperaturze tworzy się na powierzchni włókien warstewka węglika krzemu SiC. W ocenie właściwości wytworzonej w ten sposób warstewki z SiC wykorzystano metodyki badawcze oparte na skaningowej mikroskopii elektronowej oraz dyfrakcji promieni X. Prezentowany sposób modyfikacji pozwala na otrzymanie warstwy powierzchniowej z SiC z granicą fazową typu dyfuzyjnego, chroniącą je przed reakcją z ciekłym aluminium.

EN

We present the method for modification of carbon fiber surface for reinforcement of metallic matrix composites on aluminium base. The essence of the method is the heat treatment of the silicon resin preparation coated fibers. As a result of carbon reaction from the fiber surface and silicon from the silicon carrier, during the high temperature treatment a silicon carbide SiC on the fiber surface is created. To evaluate the properties of the SiC layer the examination methods of the SEM and X-ray diffraction are used. The presented modification enables to obtain the SiC surface layer with the phase boundary of diffusion type, which protects against reaction with the liquid aluminium.