Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of the Surface Topography of Ti6Al4V Alloy after the Finish Turning Process under Ecological Conditions

Maruda Radosław W., Leksycki Kamil, Wojciechowski Szymon, Feldshtein Eugene, Łukaszewicz Andrzej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 2

63--70

EN

This paper describes findings in the surface topography of Ti6Al4V alloy after finish turning process under dry and MQL (minimum quantity lubrication) machining. The research was fulfilled in the range of variable feeds per revolution of 0.005-0.25 mm/rev and cutting speeds of 40-100 m/min using the depth of cut of 0.25 mm that fits finish processing conditions. The test plan was developed on the way to use the Parameter Space Investigation (PSI) method. The topography features were measured by a Sensofar S Neox optical profilometer using the Imaging Confocal Microscopy technique. Ra parameters and surface roughness profiles as well as 2D images and contour maps were analyzed. Under the studied machining conditions, lower Ra roughness parameters are obtained in the feed rate of 0.005-0.1 mm/rev and cutting speeds of 40-60 m/min. In comparison with dry machining, up to 17% reduction in Ra parameter values was obtained using the MQL method and vc = 70 m/min and f = 0.127 mm/rev as well as vc = 47.5 m/min and f = 0.22 mm/rev. Depending on the machining conditions, peaks and pits as well as feed marks typical for the turning process are observed on the machined surfaces.

2

Wpływ zużycia ostrza na moment skrawania i siłę bierną w procesie frezowania stopu tytanu

Zaleski K., Zyśko A., Matuszak J.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 11

1016--1018

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu zużycia ostrza na moment skrawania oraz siłę bierną podczas frezowania stopu tytanu Ti6Al4V. Do badań wybrano płytki skrawające o różnym stopniu zużycia. Widoczny jest wpływ wartości zużycia na powierzchni przyłożenia oraz prędkości skrawania na wartość siły biernej i momentu skrawania.

EN

The results of the survey on the influence of tool wear on the cutting torque and axial force in the milling of Ti6Al4V titanium alloy are presented. The tests were carried out by selecting cutting inserts with different degree of wear. The influence of the wear value on the flank surface and the cutting speed on the value of axial force and cutting torque is visible.

3

Wpływ drgań ultradźwiękowych na siłę i chropowatość powierzchni w procesie szlifowania stopu tytanu Ti6Al4V

Porzycki J., Habrat W., Krok M., Żółkoś M., Sałata M.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 8-9

769--771

PL

Artykuł przedstawia wyniki wstępnych badań doświadczalnych procesu szlifowania stopu tytanu Ti6Al4V. Ich celem było określenie wpływu wspomagania tego procesu drganiami ultradźwiękowymi przedmiotu obrabianego na podstawie analizy składowych siły szlifowania oraz chropowatości powierzchni.

EN

The paper presents the preliminary experimental study results in grinding process of Ti6Al4V titanium alloy. The aim of this study was to determine, through grinding force components and surface roughness analysis, what effect on this process has assisting it with workpiece ultrasonic oscillations.

4

Wpływ modyfikacji ściernicy z korundu monokrystalicznego na proces szlifowania osiowego zewnętrznych powierzchni walcowych stopu tytanu Ti6Al4V

Habrat W., Krok M., Porzycki M., Żółkoś M., Socha E.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 10

1396--1397

PL

W artykule przedstawiono stanowisko badawcze i warunki badań doświadczalnych ściernicy modyfikowanej i konwencjonalnej w procesie szlifowania osiowego. Określono wartości składowych siły szlifowania oraz parametrów chropowatości powierzchni i na ich podstawie określono wpływ modyfikacji ściernicy z korundu monokrystalicznego na proces szlifowania stopu Ti6Al4V.

EN

The paper presents the test stand and experimental study conditions of cylindrical grinding with conventional and modified grinding wheels. The effect of modification of monocorundum grinding wheel on cylindrical grinding process of Ti6Al4V titanium alloy was analyzed on the basis of grinding forces and surface roughness parameters.

5

Work on the modification of the structure and properties of Ti6Al4V titanium alloy for biomedical applications

Klimas J., Łukaszewicz A., Szota M., Laskowski K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 78, nr 1

10--16

EN

Purpose: The paper attempts to improve the properties of Ti6Al4V titanium alloy by the using of the injection casting method with rapid cooling. The comparison of the structure and properties of the Ti6Al4V titanium alloy formed by two methods: the injection casting under pressure in two variants under air and vacuum with using a rapid cooling and purchased commercially were carried out. Design/methodology/approach: Samples were produced by two methods: unconventional casting by injection under pressure of gas or vacuum to copper mold with rapid cooling, and a traditional method for the production of titanium alloys in a form of a rod. To achieve the pursued objective the following tests were performed: microstructural observations – light microscope and SEM, corrosion resistance tests, microhardness tests – Vickers method. Findings: Microstructural observations showed that the Ti6Al4V titanium alloy produced by injection casting method under pressure with rapid cooling is able to produce extremely fine-grained layer and ductile core. That distribution of structures significantly affect on the improvement of a number of properties compared to commercially produced material. Moreover, during process increased corrosion resistance was observed. Those properties have a significant impact on the possibility of using that type of a production method and material in many areas of materials science related with medicine. Research limitations/implications: In the framework of the studies, tests using living tissues, which would allow to determine whether the produced material is biocompatible and does not cause inflammation, have not been conducted. Practical implications: The application of injection casting carries some complications, which mainly relate to quartz capillary where ingot is melted. Titanium as a reactive element strongly absorbs silicon out of the capillary causing changes in the chemical composition in the surface layer of the final element. Further studies will be attempted to use a different type of material wherein the alloy will be melted. Originality/value: The paper presents the improvement of the properties of materials produced under pressure by casting injection, compared to the same material produced by a commercial method.

6

Właściwości powłok hydroksyapatytowych modyfikowanych nanocząsteczkami srebra

Miler M., Sulej-Chojnacka J., Borowski J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 7

309--315

PL

Głównym celem badań było określenie ilości uwalnianych jonów srebra z powłok hydroksyapatytowych modyfikowanych nanocząstkami srebra. Próbki do badań uzyskano poprzez modyfikację powierzchni stopu tytanu Ti6Al4V, polegającą na natryskiwaniu plazmowym hydroksyapatytu i następnie osadzaniu nanocząstek srebra z zawiesiny. Nanocząstki srebra ze względu na swoje silne właściwości bakteriobójcze są jednym z najbardziej obiecujących nanomateriałów w medycynie. Dzięki zastosowaniu nanocząstek srebra możliwe jest osiągnięcie wysokiego działania przeciwdrobnoustrojowego przy jednoczesnym zastosowaniu niskich stężeń srebra. Z uwagi na aktywne oddziaływanie nanocząstek srebra na ludzki organizm podjęto działania mające na celu wyznaczenie ilości uwalnianych jonów z powierzchni, a także określenie przewodnictwa jonowego. Ponadto modyfikowane powłoki hydroksyapatytowe poddano badaniom zwilżalności powierzchni oraz odporności korozyjnej.

EN

The main purpose of this study was to investigate the kinetics of silver ions release process from hydroxyapatite coating modified with silver nanoparticles. Test samples were obtained by modification of surface of the Ti6Al4V titanium alloy, such modification based on plasma spraying of hydroxyapatite and then deposition of silver nanoparticles from the suspension. Silver nanoparticles because of their strong antibacterial properties are one of the most promising nanomaterials in medicine. Thanks to the use of silver nanoparticles, it is possible to achieve a high antimicrobial activity at a low silver concentration. Due to active interaction of silver nanoparticles on the human body a study to designate the amount of ions released from the surface, as well as the determination of ionic conductivity was carried out. Furthermore, the surface wettability and corrosion resistance study of the modified hydroxyapatite coatings was conducted.

7

The Importance Of Surface Topography For The Biological Properties Of Nitrided Diffusion Layers Produced On Ti6Al4V Titanium Alloy

Wierzchoń T., Czarnowska E., Morgiel J., Sowińska A., Tarnowski M., Rogulska A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2153--2159

EN

Diffusion nitrided layers produced on titanium and its alloys are widely studied in terms of their application for cardiac and bone implants. The influence of the structure, the phase composition, topography and surface morphology on their biological properties is being investigated. The article presents the results of a study of the topography (nanotopography) of the surface of TiN+Ti2N+αTi(N) nitrided layers produced in low-temperature plasma on Ti6Al4V titanium alloy and their influence on the adhesion of blood platelets and their aggregates. The TEM microstructure of the produced layers have been examined and it was demonstrated that the interaction between platelets and the surface of the titanium implants subjected to glow-discharge nitriding can be shaped via modification of the roughness parameters of the external layer of the TiN titanium nitride nanocrystalline zone.

PL

Dyfuzyjne warstwy azotowane na tytanie i jego stopach są szeroko badane m. in. w aspekcie zastosowań na implanty kardiologiczne i kostne. Stąd też analizowany jest wpływ struktury składu fazowego, topografii i morfologii powierzchni na ich właściwości biologiczne. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu topografii (nanotopografii) powierzchni warstw azotowanych –TiN+Ti2N+αTi(N) wytwarzanych w niskotemperaturowej plazmie na stopie tytanu Ti6Al4V na adhezję płytek krwi i ich aglomeratów. Omówiono mikrostrukturę (TEM) wytwarzanych warstw i wykazano, że poprzez stan chropowatości powierzchni zewnętrznej strefy warstwy azotowanej – nanokrystalicznego azotku tytanu (TiN) można kształtować oddziaływanie płytek krwi z powierzchnią implantów tytanowych poddanych procesowi azotowania jarzeniowego.

8

Experimental and simulation investigations of face milling process of Ti-6Al-4V titanium alloy

Niesłony P., Grzesik W., Habrat W.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2015

|

Vol. 39, nr 1

39--52

EN

This paper is focused on the finite element analysis of machining of Ti6Al4V titanium alloy in a nonorthogonal (3D) face milling process. The study was conducted for face milling with the cutting speed of 80 m/min, depth of cut of 1 mm, cutting width of 10 mm and different feed rates. The FEM simulations include the cutting force components and average maximum cutting temperatures. The simulation results were compared with experimental data obtained for similar milling process configuration. It was found that the kind of FEM constitutive model influences the force and temperature values. In this case the cutting force has a better match with experimental data when using the JC model. On the other hand, a good fitting for both feed and passive forces was achieved for the PL model. Additionally, a very good fitting for the cutting temperature using PL FEM model was obtained. It was also found that the feed rate has a significant effect on the average interface temperature and can be modelled by using FEM material models presented in the article.

PL

W pracy prowadzono analizę wyników symulacji procesu frezowania walcowo-czołowego stopu tytanu Ti6Al4V, w układzie nieortogonalnym (3D) z zastosowaniem metody elementów skończonych. W procesie frezowania płaskiego stosowano prędkość skrawania 80 m/min, głębokość skrawania 1 mm, szerokość skrawania 10 mm, dla różnych wartości posuwów. Przy użyciu MES określono wartości składowych sił skrawania oraz maksymalną wartość temperatury skrawania. Walidację wyników symulacyjnych i badań eksperymentalnych prowadzono dla takich samych wartości warunków obróbki. Stwierdzono, że rodzaj konstytutywnego modelu MES ma wpływ na wartości siły i temperatury skrawania. W tym ujęciu dobrą zgodność danych symulacji normalnych i eksperymentalnych, dla przypadku składowej głównej siły skrawania, uzyskano przy zastosowaniu modelu JC. Natomiast lepsze dopasowanie dla składowej posuwowej i odporowej (pasywnej) uzyskano dla modelu PL. Dodatkowo dobre dopasowanie wyniku symulacji i eksperymentu, dla temperatury skrawania, uzyskano także dla modelu MES typu PL. Stwierdzono, że posuw ma znaczny wpływ na wartość średniej temperatury skrawania. Modelowanie tych oddziaływań można realizować, stosując modele materiałowe MES przedstawione w pracy.

9

Experimental investigation of recast layer formation on the surface of Ti-6Al-4V titanium alloy during EDM process (machining carried out at lower range of machining parameters)

Thesiya D., Patel S.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2014

|

Vol. 38, nr 4

53--59

EN

The recast layer forms during the machining of Ti-6Al-4V titanium alloy carried out with a use of electrical discharge machining (EDM). The paper presents the description of EDM process carried out at lower range of machining parameters also the formation process of recast layer. The recast layer was analyzed using scanning electron microscopy and 3D viewer image. The performed experiments involved application of copper and graphite electrode with positive polarity. In order to analyze the results, the authors used design of experiment (DOE) method – Taguchi technique (L18) with mixedlevel design. The influence of peak current (A), servo voltage (V), pulse on time (Ton) and pulse off time (Toff) on the recast layer was described in the article.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury warstwy przetopionej stopu tytanu Ti-6Al-4V w wyniku cięcia elektroerozyjnego (EDM), w zakresie małych wartości wyładowań elektrycznych z zastosowaniem miedzianej i grafitowej elektrody spolaryzowanej dodatnio. Dokonano analizy badań mikroskopowych przeprowadzonych z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego SEM, stosując zaawansowaną metodę DOE (ang. DOE – Design Of Experiments) wyznaczania wpływu zmiennych wejściowych na wynik analizowanego procesu. Wyznaczono wpływ parametrów prądowych – napięcia, czasu włączenia i wyłączenia układu na jakość warstwy przetopionej stopu tytanu.

10

Odporność korozyjna stopu tytanu Ti6Al4V azotowanego jarzeniowo na potencjale katody i w obszarze plazmy w różnej temperaturze obróbki

Brojanowska A., Popławski K., Tarnowski M., Marciniak E., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

643--646

PL

W artykule analizowano wpływ temperatury w procesie klasycznego azotowania jarzeniowego na potencjale katody i w obszarze plazmy (active screen plasma nitriding) na odporność korozyjną warstw azotowanych wytworzonych na stopie tytanu Ti6Al4V. Do badań wybrano warstwy azotowane wytworzone w dwóch procesach różniących się temperaturą obróbki – 700°C i 800°C. Stwierdzono lepszą odporność korozyjną warstw azotowanych wraz ze wzrostem temperatury obróbki. Wykazano również, że odporność korozyjna warstw azotowanych wytworzonych na stopie tytanu Ti6Al4V w procesie azotowania w obszarze plazmy różni się od odporności korozyjnej warstw uzyskanych w klasycznym procesie azotowania na potencjale katody.

EN

In the paper the influence of temperature of traditional glow discharge nitriding process (cathodic potential) and nitriding in plasma region (active screen plasma nitriding) on corrosion resistance of nitrided layers produced on Ti6Al4V titanium alloy is analyzed. Layers produced in two different nitriding process temperature – 700°C and 800°C – were investigated. Research show that corrosion resistance of nitrided layers enhanced with the process temperature. It is also shown that corrosion resistance of layers produced on Ti6Al4V titanium alloy during plasma nitriding process on cathodic potential differ from those produced during the active screen plasma nitriding process.

11

Analiza wpływu mikrostruktury stopu tytanu na siłę napędową rozwoju pęknięcia w próbie zginania

Ziaja W., Motyka M., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

151--154

PL

W pracy wykonano symulację metodą elementów skończonych próby czteropunktowego zginania próbki stopu tytanu Ti-6Al-4V z utwardzoną warstwą wierzchnią. W warstwie wierzchniej złożonej z zewnętrznej powłoki sprężystej oraz warstwy dyfuzyjnej wprowadzono pęknięcie powierzchniowe, którego wierzchołek znajdował się w podłożu. Określono wpływ cech geometrycznych i właściwości modyfikowanej warstwy wierzchniej (grubości powłoki, głębokości warstwy dyfuzyjnej, właściwości wytrzymałościowych powłoki, warstwy dyfuzyjnej i materiału podłoża oraz stanu naprężeń własnych w powłoce) na wartość siły uogólnionej, wyrażonej całką J, działającej na szczelinę. Wartość całki J może być uznana za siłę napędową rozwoju pęknięcia.

EN

In the paper, numerical simulation of the four point bending test of the Ti-6Al-4V titanium alloy with a hardened surface layer was carried out using the two dimensional finite element method. The surface crack penetrating the hard elastic coating was introduced in the model. The effect of the coating thickness and stiffness, residual stresses in the coating, yield strength of the substrate material and yield properties of the diffusion hardened layer on the crack driving force expressed in terms of the J integral was determined. The results could be used to select the parameters of a surface layer with complex structure in the process of the design of load bearing components against fracture.

12

Zmiany grubości ścianek wyrobów drążonych obciskanych obrotowo

Bartnicki J., Magryta J., Pater Z.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 6

318-322

PL

Przedstawiono analizę procesu obciskania obrotowego wyrobów drążonych wykonywanych ze stali C45, stopu aluminium 6061 oraz stopu tytanu Ti6Al4V. Przeprowadzone obliczenia numeryczne objęły przypadek kształtowania pojedynczego, centralnego przewężenia wyrobu drążonego z wsadu o średnicy d0 = 25 mm, którą redukowano do df = 20 mm. Analiza uzyskanych wyników pod kątem parametrów technologicznych i dokładności wykonania stanowiła podstawę do wytypowania zestawu narzędziowego (dwie rolki robocze oraz pojedynczy segment płaski), który wykonano w metalu z przeznaczeniem do przeprowadzenia prób doświadczalnych. W badaniach eksperymentalnych wykorzystano walcarkę poprzeczno--klinową LUW-2, którą przystosowano do realizacji procesu obciskania obrotowego. Uzyskane wyniki świadczą o możliwości praktycznego stosowania tej technologii w kształtowaniu wyrobów drążonych.

EN

This paper discusses the analysis of rotary compression process of hollowed shafts made of steel C45, aluminum alloy 6061 and titanium alloy Ti6Al4V. In numerical research, a case of forming of a single necking of a part with initial diameter d0 = 25 mm reduced to df = 20 mm was analyzed. Obtained results of simulations calculations FEM were used in determining of tools sets shapes consisting of two rolls and one flat tool segment. For experimental research on rotary compression process, a cross-wedge rolling mill LUW-2, with possibility of configuration changes for rotary compression or cross rolls rolling processes, was used. The obtained results give basic information in possibility of this hollowed parts forming technology applications.