Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ zawartości grafitu na właściwości materiału stykowego AgWC wytworzonego metodą metalurgii proszkowej

Osadnik M., Czepelak M., Kamińska M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 2

73--78

PL

W ramach badań ustalono wpływ zawartości grafitu na parametry wytwarzania kompozytowego materiału stykowego o składzie AgWC. Do wytwarzania nakładek stykowych z tego materiału zastosowano metodę metalurgii proszków obejmującą wytworzenie mieszanki proszkowej, prasowanie, spiekanie i doprasowywanie ciśnieniem 800 MPa. Technologia ta pozwala na otrzymanie nakładek stykowych o różnym kształcie i wielkości bez konieczności stosowania obróbki skrawaniem. W kolejnych operacjach procesu technologicznego poprzez optymalizację parametrów konsolidacji osiągnięto materiał o wysokiej gęstości i wysokich własnościach użytkowych (elektrycznych).

EN

composition was determined. Fabrication of contact tips from this material was carried out by powder metallurgy method including preparation of the powder mixture, pressing, sintering and repressing under 800 MPa pressure. This technology enables production of contact tips of various shapes and sizes without application of machining. The further operations of this technological process, i.e. optimization of consolidation parameters, enabled fabrication of material characterized by high density and functional (electrical) properties.

2

Materiały piezoelektryczne wytwarzane w Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Staszewski M., Czepelak M., Kamińska M., Ślusarek A., Lis M., Osadnik M., Bilewska K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 3

127--135

PL

Opracowano procedury wytwarzania materiałów piezoelektrycznych przeznaczone do zastosowania w Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach opierając się na posiadanej bazie sprzętowej. Otrzymane materiały to seria spieków na osnowie perowskitu Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), które po naniesieniu elektrod i spolaryzowaniu przetestowano w charakterze transformatorów w elektronicznym układzie pomiarowym. Stwierdzono, że materiały wykonane według proponowanych procedur cechują się zarówno właściwymi parametrami strukturalnymi i fizycznymi, jak też dobrymi właściwościami użytkowymi, w tym wysoką sprawnością. Mogą one zatem służyć do wytwarzania urządzeń elektronicznych, takich jak transformatory, przetwornice elektryczne, rezonatory itp.

EN

Procedures for manufacturing of piezoelectric materials, applicable in the Institute of Non-ferrous Metals in Gliwice with the use of installed equipment, are elaborated. Manufactured materials are the series of sinters based on Pb(Zr,Ti)O3 perovskite (PZT), which after application of electrodes and after polarization are tested as transformers in the electronic measuring system. It has been found that the materials made according to the proposed procedures, have the appropriate structural and physical parameters as well as good utility properties, including their high efficiency. Therefore, they may be used for production of electronic devices such as transformers, electric converters, resonators etc.

3

Kompozytowy materiał stykowy na bazie srebra z dodatkiem azotku chromu przeznaczony na styki elektryczne

Kołacz D., Czepelak M., Rudnicki K., Wrona A., Księżarek S., Kamińska M., Staszewski M., Bilewska K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 8

361--368

PL

W artykule przedstawiono badania elektroerozyjne dwóch kompozytów Ag(Cr2N)10 i AgNi10 na przykładzie nakładek stykowych wykonanych klasyczną metodą metalurgii proszków na drodze prasowania i spiekania. Wykonano pomiary ubytku masy oraz rezystancji zestykowej każdego z kompozytów na poszczególnych etapach ich pracy po 10 000, 20 000, 30 000, 40 000 i 50 000 łączeń. Przedstawiono także właściwości kompozytowych materiałów stykowych po procesie prasowania, spiekania i dogęszczania.

EN

The paper presents the electroerosion tests of composites of Ag(Cr2N)10 and AgNi10. The investigated samples were made based on classical powder metallurgy by pressing and sintering processes. The research included measurements of weight loss and contact resistance of each of composites selected moments after 10 000, 20 000, 30 000, 40 000 and 50 000 switching cycles. The paper describes properties of the composites after pressing, sintering and re-pressing process as well.

4

Nowe pole zastosowań renu jako składnika kompozytów cermetalicznych

Osadnik M., Wrona A., Czepelak M., Lis M., Czechowska K., Kamińska M., Bilewska K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 1

12--15

PL

Kompozyt proszkowy Mo-Re o zawartości masowej 15 i 44 % Re wytworzono w oparciu o techniki metalurgii proszków. Zastosowano dwie metody wytwarzania. Pierwsza metoda obejmowała próby wprowadzenia renu do proszku molibdenu na drodze redukcji nadrenianu amonu (współredukcja). W drugiej metodzie do wytworzenia mieszanek zostały użyte czyste pierwiastki — ren i molibden, które wytworzono metodą mielenia w wysokoenergetycznym młynku planetarnym Pulversitte 7. Następnie materiał poddany został wygrzewaniu w temperaturze 1150 °C przez 24 godz. Przeprowadzono szczegółowe badania struktury metodą rentgenowskiej analizy strukturalnej oraz mikroanalizy rentgenowskiej. Otrzymano materiał wielofazowy, przy czym dominującą jego fazę stanowił roztwór stały na bazie molibdenu. Zaobserwowano istotny wpływ pierwszej operacji technologicznej (współredukcja lub mielenie) na końcowy skład fazowy kompozytu.

EN

Powder composites of Mo-Re with 15 i 44 % weight content of Re were prepared using powder metallurgy methods. Two various techniques were employed. In one of them rhenium was introduced to molybdenum powder in the process of ammonium perrhenate reduction (co-reduction). In the other method pure rhenium and molybdenum powders were milled together in high-energy planetary mill Pulversitte 7. Subsequently after both processes the materials were annealed at 1150 °C for 24 hours. Structural investigation was carried out with X-ray diffraction and X-ray microanalysis. A multiphase material was obtained where the dominant phase was a molybdenum-based solid solution. It has been found that the first technological operation (co-reduction or milling) has a significant influence on the final composition of composite.

5

Tribological Properties of Copper-Based Composites with Lubricating Phase Particles

Juszczyk B., Kulasa J., Malara S., Czepelak M., Malec W., Cwolek B., Wierzbicki Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

615--620

EN

The results of research into influence of chemical composition on structure and tribological properties of copper-based composites intended for slide bearings are presented in this paper. The study was focused on copper alloys with lubricating phase particles in form of graphite, tungsten disulphide (WS2), molybdenum disulphide (MoS2) and glassy carbon. The metallic matrix of composite materials was composed of alloys from Cu-Sn-Zn system. The mass content of lubricating phase particles was from 5 to 20%. The process of production of subject materials included the processes conducted with full or partial contribution of liquid phase and it was conducted by two methods. Both the method of classic powder metallurgy and stir casting method were used for the production of composites. Lubricating phase particles heated to the temperature of 200°C were introduced to liquid metal bath and then the process of stirring and casting to moulds was performed. In case of production of composites by powder metallurgy, the process included mixing of bronze powders and lubricating phase particles, and then their consolidation. Sintering process was conducted in temperature between 750-800°C. The produced materials were tested in terms of microstructure and tribological properties with the CSM Instruments tribometer.

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące wpływu składu chemicznego na strukturę oraz właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych na osnowie miedzi przeznaczonych na łożyska ślizgowe. Przedmiot badań stanowiły stopy miedzi z udziałem cząstek faz smarnych w postaci grafitu, dwusiarczku wolframu (WS2)), dwusiarczku molibdenu (M0S2) oraz węgla szklistego. Metaliczną osnowę materiałów kompozytowych stanowiły stopy z układu Cu-Sn-Zn. Udział masowy cząstek faz smarnych wynosił od 5 do 20%. Proces wytwarzania badanych materiałów obejmował procesy przebiegające z całkowitym oraz częściowym udziałem fazy ciekłej i przebiegał dwutorowo. Do wytwarzania kompozytów zastosowano zarówno metodę klasycznej metalurgii proszków, jak i metodę topienia i odlewania z jednoczesnym mieszaniem tzw. stir casting. Do ciekłej kąpieli metalicznej wprowadzono podgrzane do temperatury 200°C cząstki faz smarnych a następnie realizowano proces mieszania i odlewania do form. W przypadku otrzymywania kompozytów na drodze metalurgii proszków proces obejmował mieszanie proszków brązu oraz cząstek faz smarnych, a następnie ich konsolidację. Proces spiekania prowadzono w temperaturze z zakresu 750+800°C. Wytworzone stopy poddano badaniom mikrostruktury oraz oceny właściwości tribologicznych na tribometrze CSM Instruments.

6

Microstructure and Tribological Properties of the Copper Matrix Composite Materials Containing Lubricating Phase Particles

Juszczyk B., Kulasa J., Malec W., Malara S., Czepelak M., Ciura L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

365--369

EN

The paper presents results of the studies into influence of individual particles of lubricating phase on microstructure and tribological properties of copper based composite materials for slide bearings. The studied material was composed of copper alloys with lubricating phase particles, e.g. in a form of graphite and glassy carbon. The metallic matrix of composite materials consisted of Cu-Sn type alloys. Production of the examined materials included processes with complete or partial participation of liquid phase and was conducted in two ways. In production of composites both classical powder metallurgy technology was applied and a method of melting with simultaneous mechanical stirring in liquid state (stir casting). Particles of lubricating phases were heated up to the temperature of 200°C and introduced into a liquid metal and then stirring process at constant rate of 1500 rpm rotational speed was applied. To improve wettability of graphite and glassy carbon particles titanium was introduced into the metallic matrix. In production of the composites by powder metallurgy methods the process consisted of mixing of bronze powders and particles of non-metallic phases and then their consolidation. Both quantitative and qualitative structure analysis of the produced composites was performed. Also through evaluation of tribological properties (friction coefficient, wear) with CSM Instruments high temperature tribometer THT was conducted.

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące wpływu poszczególnych cząstek faz smarnych na mikrostrukturę oraz właściwości tribołogiczne materiałów kompozytowych na osnowie miedzi przeznaczonych na łożyska ślizgowe. Przedmiot badań stanowiły stopy miedzi z udziałem cząstek faz smarnych m.in. w postaci: grafitu oraz węgla szklistego. Metaliczną osnowę materiałów kompozytowych stanowiły stopy z układu Cu-Sn Proces wytwarzania badanych materiałów obejmował procesy przebiegające z całkowitym oraz częściowym udziałem fazy ciekłej i przebiegał dwutorowo. Do wytwarzania kompozytów zastosowano zarówno metodę klasycznej metalurgii proszków, jak i metodę topienia z jednoczesnym mieszaniem mechanicznym w stanie ciekłym (stir casting). Do ciekłego metalu wprowadzono podgrzane do temperatury 200°C cząstki faz smarnych, a następnie prowadzono proces mieszania stosując stałą prędkość obrotową na poziomie 1500 obr/min. W celu poprawy zwilżalności cząstek grafitu i węgla szklistego do osnowy metalicznej wprowadzono tytan. W przypadku otrzymywania kompozytów na drodze metalurgii proszków proces obejmował mieszanie proszków brązu oraz cząstek faz niemetalicznych, a następnie ich konsolidację. Wytworzone materiały kompozytowe poddano analizie struk- tury zarówno w ujęciu ilościowym, jak i jakościowym. Dokonano również szczegółowej oceny właściwości tribologicznych (współczynnik tarcia, zużycie) przy wykorzystaniu tribometru wysokotemperaturowego THT firmy CSM Instruments.

7

Sferyczne proszki ze stopów renu z kobaltem i niklem

Wrona A., Leszczyńska-Sejda K., Lis M., Benke G., Czepelak M., Anyszkiewicz K., Mazur J., Bilewska K., Chmielarz A., Woch M., Staszewski M., Osadnik M., Orłowska-Buzek Ł., Kozub K., Gambal P., Satora W.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 12

828--834

PL

W nowoczesnych dziedzinach techniki duże znaczenie mają metale wysokotopliwe, w tym ren i jego stopy. Obecnie ren najczęściej wykorzystywany jest do produkcji nadstopów na bazie niklu, które charakteryzuje duża wytrzymałość mechaniczna, odporność na korozję i pełzanie w wysokich temperaturach. Ponadto powłoki z renu i jego stopów wykazują znaczną odporność chemiczną. W przypadku wytwarzania powłok technikami natrysku z proszków istotne znacznie ma morfologia proszku. Proszki sferyczne w porównaniu do proszków o nieregularnym kształcie ziaren charakteryzują się większą gęstością względną, lepszą sypkością i większą czystością chemiczną. Sferyczne proszki renu z dodatkiem niklu i kobaltu wytworzono techniką rozpylania plazmowego. Materiałem wyjściowym były stopowe proszki na bazie renu otrzymane na drodze redukcji renianu(VII) kobaltu(II) i renianu(VII) niklu(II). Obydwa reniany(VII) otrzymywano, poprzez sorpcję niklu/kobaltu z kwaśnych roztworów siarczanowych lub azotanowych i kolejno elucję zasorbowanych metali (Ni lub Co) wodnym roztworem kwasu renowego(VII), uzyskiwanym również przy użyciu metody jonowymiennej. Powstałe w wyniku elucji roztwory zawierające ren i nikiel/kobalt kierowano do zatężania. W wyniku zatężania powstały osady renianu(VII) niklu(II) lub kobaltu(II). Po ich wysuszeniu otrzymywano bezwodne reniany(VII) wybranych metali zawierające w przypadku renianu(VII) niklu(II) 66,6 % Re i 10,5 % Ni, a w przypadku renianu(VII) kobaltu(II) 66,6 % Re i 10,5 % Co oraz do 100 ppm metalicznych zanieczyszczeń w każdym produkcie. Proces rozpylania plazmowego prowadzono w zamkniętej kolumnie w atmosferze argonu przy użyciu zestawu plazmotronowego AP-50 firmy FST z palnikiem plazmowym o maksymalnej mocy 50 kW. W wyniku przeprowadzonych operacji otrzymano proszki na bazie renu o sferycznym kształcie ziaren, zawierające 6,5 i 4,8 % wagowych odpowiednio kobaltu i niklu. Gęstość otrzymanych materiałów jest na poziomie 85 i 70 % gęstości teoretycznej odpowiednio dla proszków z kobaltem i niklem.

EN

In modern fields of engineering highly fusible metals such as rhenium and its alloys have a great value. Currently rhenium is most frequently used for production of nickel-based superalloys that are characterized by high mechanical strength, resistance to corrosion and creep at high temperatures. Moreover, coatings made of rhenium and its alloys show substantial chemical resistance. In case of production of coatings from powders, the powder morphology is of vital importance. In comparison with irregularly-shaped powders, powders of spherical grain shapes have a higher density, better liquidity and higher chemical purity. Spherical powders of rhenium with addition of cobalt and nickel were produced with plasma spraying technique. Starting materials were rhenium-based alloyed powders obtained through reduction of high purity cobalt(II) perrhenate and nickel(II) perrhenate. Both perrhenates of high purity were produced by sorption of nickel/cobalt from acidic sulfate/nitrate solutions followed by elution of the sorbed metals (Ni/Co) with aqueous solution of perrhenic acid, which was also produced by ion-exchange method. After elution the rhenium and nickel/cobalt containing solutions were sent for concentration. As a result of concentration, residues of Ni(ReO4)2 or Co(ReO4)2 were generated. After drying, anhydrous perrhenates of the selected metals were produced, which contained up to 66.6 % Re and 10.5 % Ni, and up to 66.6 % Re and 10.5 % Co, in Ni(ReO4)2 and in Co(ReO4)2, respectively, and up to 100 ppm of metallic impurities in both products. Plasma spraying process was held in a closed column in argon atmosphere using a AP-50 plasma system from FST company. A gas torch with a maximum power of 50 kW was used. As a result of conducted operations, spherically-shaped rhenium- based powders were obtained with cobalt and nickel content of 6.5 and 4.8 wt.%, respectively. Density of the materials were about 85 and 70 % of theoretical density for powders with cobalt and nickel, respectively.

8

Odzysk i produkcja renu w metalurgii miedzi

Woch M., Leszczyńska-Sejda K., Benke G., Anyszkiewicz K., Chmielarz A., Missol W., Czepelak M., Kozub K., Kuleba B.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 4

232-236

PL

Instytut Metali Nieżelaznych w ścisłej współpracy z firmą KGHM Ecoren S.A. od wielu lat prowadzi prace badawcze i wdrożeniowe związane z odzyskiem renu. Współpraca ta doprowadziła do opracowania dwóch technologii i zbudowania trzech instalacji przemysłowych. Pierwsza technologia stosowana jest w dwóch wariantach i polega na odzysku renu w postaci nadrenianu amonu, z kwaśnych ścieków powstających w głogowskich Fabrykach Kwasu Siarkowego (FKS). Sumaryczna zdolność produkcyjna obydwóch instalacji wykorzystujących tę technologię wynosi około 8 ton na rok. Druga technologia polega na wytwarzaniu, z otrzymanego nadrenianu amonu, renu metalicznego, w postaci proszku lub peletek. Instalacja wykorzystująca tę technologię ma zdolność produkcyjną około 3,5 tony na rok. Opisane instalacje są własnością firmy KGHM Ecoren S.A. W przeciągu zaledwie pięciu lat, firma KGHM Ecoren S.A. stała się trzecim producentem renu i jego związków na świecie.

EN

IMN together with KGHM Ecoren S.A. has conducted research studies and implementation works related to rhenium recovery for many years already. The cooperation resulted in development of two technologies and construction of three industrial installations. The first technology is used in two variants for recovery of rhenium in a form of ammonium perrhenate from acid waste water generated in sulphuric acid plants (FKS) at Głogów. The total capacity of both installations operating on that technology is about 8 tons per year. The second technology is used for production of metallic rhenium, in a form of powder or pellets, from the generated ammonium perrhenate. The installation using that technology has annual capacity of about 3.5 tons. The described installations are owned by KGHM Ecoren S.A. Within the period of five years only KGHM Ecoren S.A. has become the third producer of rhenium and its compounds in the world.

9

High-energy milling as a method for obtaining tetragonal form of PbO

Staszewski M., Myczkowski Z., Bilewska K., Sosiński R., Lis M., Czepelak M., Kołacz D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2012

|

Vol. 52, nr 1

39--46

EN

Purpose: The aim of this work was to verify the usefulness of high-energy milling, using electromagnetic mill, as a method for obtaining tetragonal (red) form of PbO, alternative to standard methods. Design/methodology/approach: Experiments were held to compare samples of the yellow form of PbO after milling in electromagnetic mill with the ones milled in high-energy planetary ball mill as a function of grinding medium (sticks or balls) to powder mass ratio, milling duration and instrumental conditions. Findings: Quantitative X-ray diffraction and analysis of granulation of mill products were applied. The characteristics of structural transitions of studied powder depending on milling conditions were defined. Practical implications: Utilization of electromagnetic mills was found to be suitable for milling of PbO. The speed and unit price of this process assure competitiveness of the method to standard methods. Tested method of high-energy milling assures possibility to supply, in certain conditions, good product. Obtained product may be used for manufacturing of minium. Originality/value: Optimum conditions of milling process and milling limitations were determined. Suggestions regarding optimization of mill construction were presented.

10

Hydrogen storage alloys prepared by high-energy milling

Staszewski M., Sierczyńska A., Kamińska M., Osadnik M., Czepelak M., Swoboda P.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 44, nr 2

154--160

EN

Purpose: The aim of this work was to investigate an efficiency of high-energy milling, as a method to obtain hydrogen storage alloys with good properties. Design/methodology/approach: Two classes of the alloys were studied: AB2 type with atomic composition of (Ti0.5 Zr0.5)(V0.68 Mn0.68 Cr0.34 Ni0.7) and AB5 type with atomic composition of (Ce0.63 La0.37)(Ni3.55 Al0.3 Mn0.4 Co0.75).The materials were prepared by arc melting and initially pulverized and afterwards subjected to wet milling process in a planetary mill. Findings Both initially obtained alloys had proper, single phase structure of hexagonal symmetry. However their elemental composition was greatly inhomogeneous. High-energy milling causes both homogenization of the composition and severe fragmentation of the powder particles, which after milling have mean diameter of about 3 μm (AB2 alloy) and below 2 μm (AB5 alloy). The morphology of obtained powders reveals that they tend to form agglomerates consisting of large number of crystallites. Mean crystallite sizes after milling are of about 4.5 nm and of 20 nm, respectively. The specific surface of the powders, measured using BET method, equals 8.74 m2 /g and 2.70 m2 /g, respectively. Research limitations/implications The results provide the information on the possibility of obtaining hydrogen storage alloys by high-energy milling and on the transformations taking place as a result of this process. Practical implications: The obtained powders can be used to produce the elements of hydrogen-nickel batteries and fuel cells, providing improved properties; especially extreme rise of the specific surface of the hydrogen storage material, in compare to the standard methods.

11

Aspekty technologiczne przeróbki plastycznej kompozytowego materiału stykowego Ag-Re(5, 8 i 10) % wag

Księżarek S., Kołacz D., Czepelak M., Śmieszek Z., Marszowski K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 8

633--636

PL

W artykule przeprowadzono analizę procesu wytwarzania kompozytowego materiału stykowego w procesie konsolidacji odkształceniowej i plastycznej. Przeróbkę plastyczną spieczonych wyprasek prowadzono z wykorzystaniem laboratoryjnej prasy hydraulicznej pracującej w systemie KOBO oraz w procesie ciągnienia i spęczania drutów do postaci nitów litych i bimetalowych. Uzyskane w tym procesie wyroby − styki elektryczne, poddawane były badaniom mikrostruktury.

EN

Production process of the composite contact material based on deformation consolidation and plastic consolidation has been analyzed. Plastic working of sintered compacts was conducted using laboratory hydraulic press operating under the KOBO system and by means of drawing and upsetting wires into the form of solid and bimetallic rivets. Microstructure of electric contacts obtained from this processes was examined.

12

An effect of chromium on mechanical properties of the Ni3Al-based alloys and sinters in compression tests

Malec W., Rzyman K., Czepelak M., Wala A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1007-1007

EN

Mechanical properties of the Ni75Al(25-x)Crx cast alloys and sinters were investigated using compression tests conducted within a wide range of compositions and temperature. The alloys and sinters exhibiting the best mechanical properties from a point of view of their intended use as constructional materials suitable for high-temperature applications were selected.

PL

Zbadano własności mechaniczne stopów odlewanych oraz spieków Ni75Al(25-x)Crx z zastosowaniem metody ściskania. Próby przeprowadzono w szerokim zakresie składów oraz temperatury. Wytypowano stopy i spieki o najkorzystniejszych własnościach mechanicznych z punktu widzenia zastosowania tych materiałów jako materiał konstrukcyjny do pracy w wysokich temperaturach.

13

Properties of rhenium-based master alloys prepared by powder metallurgy techniques

Wrona A., Staszewski M., Czepelak M., Woch M., Kamińska M., Osadnik M., Kołacz D.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2010

|

Vol. 45, nr 2

95-101

EN

Purpose: The aim of this work was to investigate an effect of phase composition, microstructure and selected properties of the rhenium-based alloys on the conditions of their preparation by mechanical alloying followed by pressure sintering. Design/methodology/approach: The structure and mechanical and physical properties of the Re-14.0% Ni, Re-13.7% Co and Re-9.1% Fe alloys prepared from pure metal powders by mechanical alloying in a planetary mill for 10 hours followed by sintering conducted for 1 hour at the temperature of 1150°C under the pressure of 600 MPa were investigated. Findings: The mechanical alloying results in partial dissolving of alloy components into each other, whereas their structure remains unchanged, and in a decrease in average density of powders and average diameter of their particles. As a result of sintering the alloy additives almost fully pass into rhenium-based solid solution. Density and hardness of the sinter compacts and homogeneity of alloying elements distribution were higher at longer times of mechanical alloying. Research limitations/implications: The obtained results provide complementary information on the possibility of obtaining high-melting alloys by mechanical alloying and on the rate of structural transformations taking place as a result of this process. Practical implications: The obtained materials can be used as master alloys for the production of contact materials and superalloys, providing higher homogeneity of the chemical composition and microstructure of the final products. Originality/value: A new method for preparation of rhenium-based alloys by means of mechanical alloying and powder metallurgy techniques has been successfully tested.

14

Wpływ parametrów procesu natryskiwania plazmowego na własności kompozytowych materiałów warstwowych przeznaczonych do zastosowań w elektronice i elektrotechnice

Wrona A., Lis M., Woch M., Staszewski M., Czepelak M., Kubica L.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 9

542-549

PL

Celem pracy było wytworzenie techniką natryskiwania plazmowego materiałów kompozytowych na osnowie srebra, pokrytych warstwą spoiwa typu Cu-Ag-P, przeznaczonych do zastosowań głównie w układach elektronicznych i w elektrotechnice. Kompozyty takie najczęściej wytwarzane są techniką klasycznej metalurgii proszków lub poprzez platerowanie mechaniczne i zwykle wymagają zastosowania pośredniej warstwy srebra. Zastosowanie techniki plazmowej w odniesieniu do tych materiałów jest rozwiązaniem innowacyjnym. Natryskiwanie plazmowe jest obecnie szeroko stosowane głównie w przemyśle lotniczym, kosmicznym, zbrojeniowym, motoryzacji, do nakładania warstw metalicznych i ceramicznych na elementy konstrukcyjne pracujące w ekstremalnych warunkach obciążeń mechanicznych i temperaturowych. Zaletą procesu natryskiwania plazmowego jest szybkość i powtarzalność. Ponadto technika pozwala na łączenie materiałów o różnych własnościach i temperaturach topnienia, np. umożliwia wytworzenie zamierzonego kompozytu bez konieczności zastosowania pośredniej warstwy srebra. Wykonanie kompozytu warstwowego wymagało: wytworzenia substratu metaliczno-ceramicznego na bazie srebra i odpowiedniego przygotowania jego powierzchni, przygotowania proszku spoiwa, doboru parametrów energetycznych łuku plazmowego oraz wyboru odpowiedniej odległości dysza palnika - substrat. Badania obejmowały: analizę składu fazowego, opisy mikrostruktur i mikroanalizy rentgenowskie wykonane dla substratu, proszku do natryskiwania oraz obszaru połączenia spoiwo-substrat. Uzyskane wyniki tworzą bazę, która może stanowić podstawę do opracowania założeń technologicznych wytwarzania kompozytowych materiałów przewodzących metodą natryskiwania plazmowego.

EN

The aim of this work was to use plasma spraying technique to fabricate silver-based composite materials coated with a layer of Cu-Ag-P type braze, designed for application mainly in electronic circuits and in electrical engineering. Such composites are usually produced by classical powder metallurgy techniques or by mechanical plating and in this case the use of intermediate silver layer is often required. Application of plasma technique in reference to these materials is an innovative solution. Plasma spraying has been widely used at present mainly in the aircraft, space, armaments and automotive industries for applying metallic and ceramic layers on structural components operating in the conditions of extreme mechanical loads and temperatures. The advantage of plasma spraying process is its speed and repeatability. Moreover, this technique makes joining of materials differing in properties and melting temperatures possible, for instance it enables fabrication of a specific composite with no need to use an intermediate layer of silver. In order to fabricate a layered composite it was necessary to make: silver-based metallic-ceramic substrate and suitably prepare its surface, to prepare the braze powder, select plasma arc energy and to choose suitable distance between the nozzle of a burner and the substrate. Under this work phase composition of a braze layer has been determined, microstructure of the braze-substrate zone has been described, and X-ray micro-analysis of this zone has been made. Based on the results from this study technological guidelines for fabrication of electric current conducting composites by plasma spraying can be developed.

15

Kształtowanie struktury i właściwości spiekanych materiałów kompozytowych na osnowie miedzi umacnianych dyspersyjnie

Juszczyk B., Ciura L., Malec W., Czepelak M., Cwolek B., Marchewka Ł.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 2

141-146

PL

Przedstawiono wstępne wyniki badań otrzymywania materiałów kompozytowych na osnowie miedzi umocnionych cząstkami Y2O3 oraz ZrO2. Badano wpływ składu chemicznego oraz parametrów wytwarzania na strukturę i właściwości analizowanych materiałów. Proces wytwarzania obejmował mechaniczną syntezę proszków miedzi oraz tlenków itru i cyrkonu o składzie 0,5; 1,0 i 1,5% obj., a następnie ich konsolidację poprzez dwustronne prasowanie i następujące po nim spiekanie. Zastosowano również dodatkowe prasowanie dwustronne pod ciśnieniem 500 MPa oraz jako zabieg końcowy wyżarzanie rekrystalizujące. Analizie poddano zmiany wielkości cząstek proszku po mieleniu oraz jakość otrzymanych wyprasek.

EN

Preliminary results from the studies on preparation of the copper-based composite materials reinforced with the particles of Y2O3 and ZrO2 have been presented. The effect of the chemical composition and fabrication parameters on the structure and properties of the examined materials was investigated. The fabrication process included mechanical alloying of the powders of copper and the oxides of yttrium and zirconium with the composition of 0.5, 1.0 and 1.5 vol. %, respectively, followed by their consolidation by double-action pressing and sintering. An additional double-action pressing under the pressure of 500 MPa was also used, which was followed by annealing recrystallizing as a final operation. The changes in a size of powder particles after milling and quality of the obtained compacts were analysed. Morphology of the starting powders has been characterised and analysis of particle size distribution has been carried out. The X-ray studies showed that high-energy disintegration in a planetary ball mill results in the formation of nanocrystalline structure within powder particles at the size of the crystallites of an order of 49+135 nm. Measurements of the density and electrical conductivity of the composites have been carried out at particular stages of technological process showing that re-compressing and annealing of the powders had beneficial effect on both these parameters. It was found that both at low and high contents of a hardening phase, an additional pressing followed by annealing resulted in a density increase by 16%, on an average, in case of the compacts with an addition of Y2O3 and by 13% in the compacts with ZrO2 compared to density of the compacts after pressing. As a result of annealing, electrical conductivity of the compacts increased by 8 MS/m, on an average. Based on microstructure examination of the obtained composite materials it was found that the reinforcing particles were non-uniformly distributed within a matrix. Moreover, numerous clusters of the oxide phase particles and few pores of a different size were observed. The compression tests have also been carried out both at the room temperature and at elevated temperatures (450 and 750°C) in order to determine the main strength properties (Rco.2) and ductility ([delta]l, ac).

16

Fabrication of nano-structured materials by high-pressure sintering

Czepelak M., Staszewski M., Wrona A., Lis M., Osadnik M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2008

|

Vol. 30, nr 2

109-112

EN

Purpose: The aim of this work was to fabricate nanocrystalline powders and high-density bulk materials using a sintering method with limited grain growth so as to maintain nanocrystalline structure of the materials also after sintering. Design/methodology/approach: The size of crystallites and physical properties of the obtained nanocrystalline powders and sinters made from these powders were examined. The studied materials were pure copper and the following powders: Cu+1%WC, Cu+3%WC, Cu+3%AlNi and AlNi. The technology for preparation of nano-structured powders was used, which included milling the powders in ball mills and their sintering in a pressing furnace. Findings: It was found that the objective of this work can be achieved provided that high-pressure sintering is used, in which the stages of compacting and sintering proceed simultaneously over a short period of time. Research limitations/implications: It is recommended to perform further studies aimed at checking the possibility of using the proposed method of nanomaterials fabrication in the case of the materials with other chemical composition. Practical implications: This work broadens possibilities of metal powder sintering technology by fabrication of bulk nanocrystalline materials. Originality/value: The results from his work shall be useful in determining conditions for fabrication of nanocrystalline or sub-microcrystalline materials by the sintering method.

17

Właściwości elektryczne materiałów kompozytowych srebro-wolfram-grafit i srebro-węglik wolframu-grafit o różnej zawartości grafitu

Stolarz S., Czepelak M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2005

|

R. 50, nr 6

341-351

PL

Podano optymalne parametry wytwarzania materiałów kompozytowych srebro-wolfram-grafit i srebro-węglik wolframu--grafit zawierających 2 i 6 % grafitu metodami metalurgii proszków. Zbadano właściwości proszków oraz uzyskanych materiałów spiekanych. Dokonano oceny właściwości użytkowych badanych materiałów stykowych.

EN

Optimal parameters of fabrication of the silver-tungsten-graphite and silver-tungsten carbide-graphite type composite materials containing 2 and 6 % of graphite by powder metallurgy methods are given. Properties of the powders and of the obtained sintered materials have been examined. Applicational properties of the investigated contact materials have been assessed.

18

Spiekane filtry mikroporowate z proszku stali kwasoodpornej i proszku brązu.

Cegielski W., Czepelak M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

1999

|

R. 44, nr 1

33-35

PL

Opracowana technologia umożliwia wytwarzanie elementów filtrujących spiekanych, o wielkości porów poniżej 5 mikrometrów, wykonanych z proszku stali nierdzewnej oraz z proszku brązu. Przedstawiono technologie wytwarzania oraz wyniki badań spiekanych filtrów mikroporowatych. Filtry otrzymywano metodą przez prasowanie z dodatkiem substancji wiążącej w postaci parafiny i spiekanie wyprasek połączone z odpędzeniem dodanych substancji lotnych.

EN

The elaborated technology enables production of sintered filter elements of stainless steel powder and bronze powder with pores diameter below 5 micrometres. There are shown the technologies of production and study results of the sintered microporous filters. The filters were produced by pressing, with addition of paraffin as binding substance and sintering of the compacts with simultaneous expelling of the added volatile matter.

19

Spiekane łożyska samosmarujące przeznaczone do pracy w atmosferze pary wodnej pod ciśnieniem 6 atmosfer.

Cegielski W., Czepelak M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

1998

|

R. 43, nr 7

346-349

PL

Ze względu na to, że łożyska pracujące w atmosferze pary wodnej nie mogą zawierać w swoim składzie oleju jako środka smarującego, przedstawiono zagadnienia związane z technologiami łożysk z dodatkiem a - ołowiu i grafitu oraz b - nasyconych ciekłymi metalami i stopami i c - z politetrafluoroetylenem (PTFE). W części badawczej po omówieniu zakresu pracy oraz metodyki badań proszków i łożysk, a także konstrukcji matryc (form) grafitowych i stalowych do formowania tulei, przedstawiono stosowane w ramach pracy technologie wytwarzania łożysk metodami a - prasowania na gorąco (spiekania pod ciśnieniem) oraz b - prasowania na zimno i następnego spiekania. Własności materiałów wyjściowych i wykonanych z nich tulei przedstawiono tabelarycznie.

EN

Considering that bearings working in the atmosphere of water vapour cannot contain lubricating oil there is presented the problem bound with the technologies of bearings: a - with addition of lead and graphite, b - saturated with molten metals and alloys, c - with polytetrafluoroethylene (PTFE). After treatment of the range of the work and methodology of search of the powder and bearings, as well as the construction of graphite and steel matrixes for sleeves forming, there are presented the technologies for manufacture of bearings with: a - hot pressing (pressure-sintering) and b - cold pressing with following sintering. The properties of initial materials and of sleeves made of them are presented tabularly.