Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Kompozyty na osnowie Al2O3 przeznaczone na ostrza narzędzi skrawających

100%

Broniszewski K. , Zawada A. , Olszyna A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

tom T. 63, nr 2

434-438

PL

W artykule opisano sposób wytwarzania i podstawowe właściwości mechaniczne kompozytów Al2O3 – x % wag. TiB2 (x = 1, 2,5, 5, 7,5, 10 i 15). Finalne zagęszczenie kompozytów przebiegało jedną z dwóch metod: spiekanie swobodne lub prasowanie na gorąco. Seria kompozytów spiekanych swobodnie charakteryzowała się niską gęstością względną. Z tego względu dalszym badaniom zostały poddane tylko kompozyty wytwarzane na drodze prasowania na gorąco. W przypadku kompozytów spiekanych pod ciśnieniem uzyskane gęstości względne nie były niższe niż 98,4 %. W pracy przedstawiono również wyniki porowatości i nasiąkliwości próbek. Kompozyty spiekane pod ciśnieniem posiadają wysoką twardością dochodzącą do 1968 HV20 w przypadku próbki Al2O3 – 10 % wag. TiB2. Wyniki modułu Younga są bardzo zbliżone do wartości teoretycznych wyliczonych z reguły mieszanin i zawierają się w przedziale od 399 GPa do 420 GPa.

EN

The article describes a way of production and basic mechanical properties of the Al2O3 – x wt.%TiB2 (x = 1, 2.5, 5, 7.5, 10 and 15) composites. Final densification was carried out by using one of two methods: natural sintering or hot pressing. A series of atmospheric pressure sintered composites showed a low relative density. Thereby only the hot pressed composites were further examined. In case of the hot pressed composites the relative density results were not lower than 98.4 %. In current work, the results of porosity and absorbability measurements are also present. The hot pressed composites have high hardness reaching 1968 HV20 for the Al2O3 – 10 wt.% TiB2 sample. The measured values of Young’s modulus are very close to theoretical values calculated from the rule of mixture, and they range from 399 GPa to 420 GPa.

2

Wpływ parametrów mielenia na rozmiar cząstek proszku wanadu oraz właściwości kompozytów Al2O3-V

100%

Broniszewski K. , Woźniak J. , Zawada A. , Olszyna A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

tom Vol. 33, nr 6

539--542

PL

Zbadano wpływ czasu mielenia (t = 24, 48, 96 h) na kształt oraz rozkład średnicy równoważnej cząstek proszku wanadu. Wyjściowy proszek wanadu charakteryzował się średnią średnicą równoważną cząstek wynoszącą 22,6±12,2 μm (rys. 1). Mielenie przeprowadzano w młynie typu attritor głównie w alkoholu izopropylowym, lecz oddzielna porcja wanadu została poddana mieleniu w obecności ciekłego azotu. Zaobserwowano zmianę kształtu cząstek wanadu na płatkowy w przypadku mielenia w obecności alkoholu izopropylowego oraz redukcję wielkości cząstek (rys. 2÷4). Mielenie w ciekłym azocie przez 40 minut przyczyniło się do znacznej redukcji rozmiaru cząstek wanadu, a krótki czas mielenia oraz niska temperatura ograniczyły tendencję do zmiany kształtu cząstek wanadu na płatkowy (rys. 5). Zbadano wpływ mielenia proszku wanadu razem z proszkiem tlenku glinu w procesie wytwarzania kompozytów Al2O3-5% mas. V na rozkład długości cząstek wanadu w wytworzonych spiekach. Ze względu na zmianę kształtu cząstek wanadu na płatkowy do analizy ilościowej użyto parametru długości cząstek wanadu, a nie średnicy równoważnej. Wytworzono 4 kompozyty o takim samym udziale masowym V w osnowie tlenku glinu wynoszącym 5%. Różnice polegały na sposobie mielenia wanadu. Dwa procesy mielenia zostały przeprowadzone z udziałem proszku tlenku glinu (5 g wanadu, 95 g tlenku glinu), a dwa kolejne bez udziału Al2O3. Wyznaczono podstawowe właściwości kompozytów Al2O3-V, tj. gęstość względną, twardość Vickersa, moduł Younga. Wytworzone spieki charakteryzują się dużą gęstością względną, 96÷99%. Zbadana twardość kompozytów Al2O3-5% mas. V zawiera się w przedziale 1600÷1700 HV30 (tab. 1).

EN

The influence of milling time (t = 24, 48, 96 h) on the shape and vanadium powder particles equivalent diameter distribution was examined. The base vanadium powder was characterized by a average equivalent diameter of 22,6±12,2 μm (Fig. 1). Milling was performed in attritor type mill mainly in isopropyl alcohol, but separate portion of vanadium has been milled in liquid nitrogen. The vanadium particles change in shape to flakes in the case of milling in isopropyl alcohol and reduction of particles size were observed (Fig. 2÷4). Milling in liquid nitrogen for a 40 minutes contributed to a significant reduction in vanadium particles size and a low temperature and short milling time reduced the tendency to change the shape of the vanadium particles to flakes (Fig. 5). The effects of vanadium powder milling with alumina powder, in the manufacture of Al2O3-5% mas. V composites, on the vanadium particles length distribution in the produced sinters was examined. Due to the change of vanadium particles shape to flakes for quantitative analysis the length of particles and not the equivalent diameter was used. Four composites were prepared with the same Vanadium weight fraction in the alumina matrix equals 5%. The differences were in the way of vanadium milling. Two milling processes were carried out with alumina powder (5 g of vanadium and 95 g of alumina powder) and two without. Basic properties, i.e. relative density, Vicker’s hardness and Young’s modulus of Al2O3-V composites were determined. Produced sinters are characterized by high relative density, 96÷99%. Examined hardness of Al2O3-5% mas. V composites is in the range 1600÷1700 HV30 (Tab. 1).

3

Kompozyty na osnowie Al2O3 z dodatkiem wanadu oraz molibdenu do zastosowań na ostrza do obróbki stali

88%

Broniszewski K. , Woźniak J. , Zawada A. , Czechowski K. , Olszyna A.

Mechanik

|

2012

|

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

31--38

4

Aging Behaviour of AA6061/SiCP Composites Produced by Direct Extrusion with a Reversibly Rotating Die Method

88%

Wozniak J. , Kostecki M. , Broniszewski K. , Bochniak W. , Olszyna A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

tom Vol. 60, iss. 3A

1755--1761

EN

This paper discusses the influence of thermal treatment parameters on mechanical properties of AA6061+x% vol. SiCp (x = 0, 2.5, 5, 7.5, 10) composites. The composites were consolidated via powder metallurgy processing using the unconventional method of extrusion (the KoBo method). In order to establish the optimum parameters of the heat treatment two different temperatures of supersaturation (530 and 558ºC) were applied. The aging curves were determined at various aging temperatures such as 140, 160, 180 and 200ºC. The effects of applied parameters were studied using the microstructure observations and hardness measurements. Obtained results show that the solution treatment at 530ºC is sufficient to complete dissolution of the precipitates. Higher temperature of the process resulted in accelerating the aged-hardening. The suitable age treating parameters for the AA6061-5 vol. % SiCp composites were 160-180ºC for 12-16 hours.

PL

W niniejszym artykule określono wpływ obróbki cieplnej na właściwości kompozytów AA6061+x% obj. SiCp (x = 0, 2.5, 5, 7.5, 10). Materiały wytwarzane były przy wykorzystaniu metalurgii proszków. W ostatnim etapie procesu technologicznego, do konsolidacji mieszanin proszków zastosowano metodę wyciskania z rewersyjnie rotująca matrycą (metoda KoBo). W celu określenie optymalnych parametrów obróbki cieplnej zastosowano dwie temperatury przesycania (530 i 558ºC) oraz cztery temperatury starzenia (140, 160, 180 and 200ºC) kompozytów. Obrabiane materiały zostały poddane obserwacjom mikrostruktury oraz wykonano pomiary twardości w celu określenia optymalnych parametrów procesów przesycania i starzenia. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że temperatura przesycania 530ºC jest wystarczająca do uzyskania przesyconego roztworu stałego. Ponadto określono optymalne warunki starzenia dla kompozytu AA6061-5 obj. % SiCp: temperaturę w zakresie 160 - 180ºC oraz czas starzenia 12-16 godzin.

5

Influence of Mixing Parameters on Homogeneity of Al/Sic Composites/ Wpływ Parametrów Mieszania Na Jednorodność Kompozytów Al/Sic

88%

Wozniak J. , Kostecki M. , Broniszewski K. , Bochniak W. , Olszyna A.

|

6

Influence of Mixing Parameters on Homogeneity of Al/Sic Composites

88%

Woźniak J. , Kostecki M. , Broniszewski K. , Bochniak W. , Olszyna A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

tom Vol. 59, iss. 4

1493--1498

EN

The main aim of this work was to study the effect of time and method of Al, SiC powders mixing on the microstructure and mechanical properties of composites. Moreover, the influence of applicating direct extrusion with a reversibly rotating die on the homogeneity of the composites was examined. Microstructure observations with the use of an optical microscope and scanning electron microscope were applied. A quantitative analysis of composite microstructure was conducted. The density (helium pycnometer method), Vickers hardness and the Young’s Modulus of the composites were also determined. The results show that the homogeneity of Al/SiC composites rises with an increase of mixing time. However, better results were obtained by application of high energy ball milling process.

PL

Głównym celem pracy było zbadanie wpływu czasu i metody mieszania proszków Al, SiC na strukture i własności mechaniczne kompozytu. Ponadto, zbadano wpływ metody ekstruzji z rewersyjnie rotującą matrycą na jednorodność otrzymanych kompozytów. Obserwacje mikrostruktury wykonano przy użyciu mikroskopii optycznej i elektronowej. Na otrzymanych zdjęciach przeprowadzono ilościową analizę mikrostruktury. Gęstość kompozytów zbadano za pomocą piknometru helowego. Dodatkowo wyznaczono twardość Vickersa i modułu Younga wytworzonych materiałów. Wyniki wykazują, ze jednorodność Al/SiC kompozytów wzrasta ze wzrostem czasu mieszania. Jednakże, lepsze wyniki uzyskano w przypadku materiałów, które homogenizowano przy użyciu mieszania wysokoenergetycznego.

7

Ocena mikrostruktury oraz właściwości wytrzymałościowe kompozytów Al7,9Mg/SiC otrzymywanych metodą Kobo

88%

Woźniak J. , Kostecki M. , Broniszewski K. , Bochniak W. , Olszyna A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

tom Vol. 33, nr 6

646--650

PL

Od wielu lat stopy aluminium są wykorzystywane w przemyśle jako materiał do wytwarzania elementów konstrukcji oraz części maszyn. W niskiej temperaturze (mniejszej niż 180°C) materiały te charakteryzują się stosunkowo wysoką wytrzymałością właściwą. Wzrost temperatury powoduje gwałtowny spadek właściwości wytrzymałościowych, co w znacznym stopniu ogranicza możliwości aplikacyjne stopów aluminium. Obniżenie właściwości wytrzymałościowych w podwyższonej temperaturze sprawiło, że rozpoczęto poszukiwania sposobu modyfikacji właściwości tych materiałów. Jedną z najczęściej wykorzystywanych metod zwiększenia właściwości wytrzymałościowych oraz temperatury eksploatacji jest wytwarzanie kompozytów na osnowie stopów aluminium umacnianych cząstkami ceramicznymi, np. Al2O3, SiC. W pracy wytworzono kompozyty na osnowie stopu Al7,9Mg o różnym udziale objętościowym (0; 2,5; 5; 7,5; 10) cząstek węglika krzemu. Komponenty proszkowe były konsolidowane z pominięciem etapu spiekania przez zastosowanie współbieżnego wyciskania z rewersyjnie rotującą matrycą (metoda KoBo). Fragmenty wyprasek pozostałe po procesie wyciskania „piętki” posłużyły do analizy poszczególnych etapów kształtowania się mikrostruktury kompozytów wytwarzanych zaproponowaną metodą. Wyniki analizy przedstawiono na rysunkach 2 i 4. Obserwacje mikrostruktury przeprowadzono również na gotowych materiałach na przekroju poprzecznym i wzdłużnym do kierunku wyciskania. Przeprowadzono również analizę ilościową aglomeratów cząstek SiC. Średnia średnica równoważna aglomeratów cząstek węglika krzemu wyniósł około 10 μm. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli 1. Na wytworzonych kompozytach przeprowadzono także badania podstawowych właściwości fizycznych i mechanicznych. Materiały charakteryzowały się dużą gęstością względną bliską 100% oraz twardością wynoszącą ponad 105 HV (wyniki przedstawiono na rysunku 7). Dodatkowo przeprowadzono badania modułu Younga metodą ultradźwiękową dla wszystkich otrzymanych materiałów.

EN

For many years, aluminum alloys were used in industry as a material for the manufacturing of structural elements and machines parts. At low temperature (less than 180°C) that materials are characterized by relatively high specific strength. The increase in temperature causes a rapid decrease in strength properties, which significantly limits the aluminum alloys application. Low mechanical properties at elevated temperature were purpose for searching new solutions for a modification of those materials properties. One of the most widely used method for increasing the strength properties and the service temperature is the production of aluminum alloys matrix composites reinforced with ceramic particles such as Al2O3 or SiC. In the present work Al7,9Mg matrix composites with various volume fraction (0, 2.5, 5, 7.5, 10%) of silicon carbide particles were prepared. Powder components were consolidated without sintering stage by applying the direct extrusion with reversibly rotating die (KoBo method). Fragments of billets remained after extrusion “butt” were used to analyze the various stages of microstructure formation of the composites produced by the proposed method. The results of analysis are shown in Figures 2 and 4. Observations of the microstructure on finished materials in transverse and longitudinal to the extrusion direction sections were also conducted. Additionally a quantitative analysis of SiC particles agglomerates was determined. The average size of silicon carbide agglomerates was about 10 μm, the results shown in Table 1. The basic physical and mechanical properties of produced composites were also executed. The materials were characterized by high relative density close to 100% and hardness higher than 105 HV (results shown in Figure 7). Additionally for all received materials the Young modulus using an Optel ultrasonic refractometer was measured.

8

Silicon nitride – molybdenum cutting tools for the cast iron machining

75%

Broniszewski K. , Woźniak J. , Petrus M. , Czechowski K. , Jaworska L. , Olszyna A.

Mechanik

|

2015

|

tom R. 88, nr 2CD

167--175

EN

This article presents the result of the study of the properties of silicon nitride-molybdenum cutting tools. It describes the technological process of manufacturing composites with the use of Spark Plasma Sintering as the consolidation method. Obtained composites are characterized with high relative density and high values of Vickers hardness and fracture toughness. Dry machining tests performed on cast iron (ACO Eurobar GG FP) shows that produced cutting tools are characterized with good cutting performance comparable with commercial cutting tool. Si3N4 cutting tool edges wear uniformly without cracking or chipping.

PL

Artykuł prezentuje proces technologiczny wytwarzania ostrzy skrawających na osnowie azotku krzemu z dodatkiem molibdenu oraz wyniki badań ich podstawowych właściwości. Konsolidacja mieszanin proszkowych została przeprowadzona z wykorzystaniem metody Spark Plasma Sintering (SPS). Otrzymane kompozyty charakteryzują się wysoką gęstością względną oraz wysokimi wartościami twardości Vickersa i odporności na kruche pękanie. Przeprowadzone próby skrawania na sucho żeliwa (ACO Eurobar GG FP) wykazały, że wytworzone ostrza skrawające charakteryzują się wysoką wartością czasu życia ostrza, a ich zużycie przebiega w sposób równomierny bez widocznych pęknięć i wykruszeń.

9

Cutting performance of alumina-graphene oxide composites

75%

Woźniak J. , Broniszewski K. , Kostecki M. , Czechowski K. , Jaworska L. , Olszyna A.

Mechanik

|

2015

|

tom R. 88, nr 2CD

357--364

EN

This paper discusses the influence of graphene oxide (GO) addition to alumina matrix and its impact on mechanical and cutting performance of obtained composites. The composites were prepared via powder metallurgy processing using the SPS method to consolidate powder mixtures. Applied method due to lowering the sintering temperature and time (in comparison to conventional sintering methods) leads to limiting the grain growth of alumina matrix. It has great impact on physical properties of produced sinters. Physical properties of Al2O3-GO composites such as density, hardness, Young’s modulus and fracture toughness were analyzed. The maximum value of KIC = 3.3 MPa*m0.5 was reached for Al2O3+1 wt. % GO and for that sinter dry machining tests (performed on hardened 145Cr6 steel) were made. The results show that produced cutting tools are characterized with good cutting performance comparable with commercial cutting tool.

PL

W artykule omówiono wpływ dodatku tlenku grafenu (GO) do osnowy Al2O3 na właściwości wytrzymałościowe i skrawne otrzymanych kompozytów. Materiały zostały wytworzone metodą metalurgii proszków, z wykorzystaniem do konsolidacji mieszanin proszkowych metody spiekania SPS. Zastosowana metoda pozwala na obniżenie temperatury oraz czasu spiekania (w porównaniu do konwencjonalnych metod spiekania), co prowadzi do ograniczenia rozrostu ziarna osnowy kompozytu. Ma to istotny wpływ na właściwości wytworzonych spieków. Właściwości fizyczne kompozytów Al2O3-GO, takie jak gęstość, twardość, moduł Younga i odporność na kruche pękanie zostały zbadane. Maksymalną wartość KIC = 3,3 MPa*m0.5 osiągnięto dla kompozytu Al2O3 + 1 wag.% GO i ten materiał został poddany próbom skrawania. Wyniki prób skrawania pokazują, że wytworzone kompozyty charakteryzują się właściwościami skrawnymi porównywalnymi z tymi otrzymanymi dla narzędzi komercyjnych.