Przedstawiono wyniki badań nad wpływem parametrów wytwarzania na własności spieków z wypieranych proszków miedzi, powstałych w drugim etapie hydrometalurgicznej przeróbki zgorzeliny miedzianej. Badania obejmują gęstość wyprasek oraz gęstość, wytrzymałość na zginanie, twardość, oporność elektryczną i strukturę spieków. Otrzymano spieki odznaczające się wysokimi własnościami, z których wynika duża przydatność wypieranych proszków miedzi do celów metalurgii proszków.
EN
The studied sinters derived from the 2nd stage of the hydrometallurgical processing of the copper scale. The investigations comprised the density of compacts and the density, bending strength, hardness, electric resistance and structure of the sinters. The sinters were of high properties, which implies great applicability of the displaced copper powders for the copper metallurgy.
Przedstawiono wyniki badań poświęconych ustaleniu wpływu zwiększającej się zawartości żelaza na własności fizyczne, mechaniczne i strukturę spieków kobaltu otrzymanych konwencjonalną technologią. Analizie poddano materiały zawierające 3, 6, 10, 15 i 25 % żelaza. Stwierdzono, że zwiększeniu zawartości żelaza od 5 do 15 % towarzyszy obniżenie własności wytrzymałościowych spieków. Największą plastycznością charakteryzują się natomiast spieki z dodatkiem 6 % Fe. Natomiast w przypadku większych zawartości żelaza obserwuje się znaczące zmniejszenie plastyczności spieków. W wyniku prasowania i spiekania mieszanek elementarnych proszków, uzyskano spieki o bardzo drobnoziarnistej strukturze, o coraz większym ziarnie w miarę wzrostu zawartości żelaza.
EN
Results of the investigation into an effect of increasing iron content on the physical and mechanical properties and the structure of cobalt sinters obtained by conventional technology are presented. The materials examined contained 3, 6, 10, 15 and 25 % iron. It was found that an increase of iron content from 5 to 15 % resulted in determination of the strength of sinters, and the highest plasticity had those with an addition of 6 % Fe. At higher iron content, plasticity of the sinters was significantly worse. Mixtures of the basic powders were pressed and sintered, and the sinters obtained had a fine-grained structure. It was also found that an increase of iron content resulted in greater grain size.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Czynnikami mającymi decydujący wpływ na wybór materiału na styki elektryczne są: napięcie powstawania łuku, odporność na sczepianie w łuku elektrycznym, rodzaj prądu (stały lub zmienny), niski opór elektryczny styku, dobra przewodność elektryczna, dobra przewodność cieplna, odporność na erozję i odporność na korozję. Powyższe wymagania odnośnie do materiałów na styki wysokoprądowe mogą zapewnić kompozyty powstałe w wyniku kombinacji składników wysokotopliwych, jak wolfram lub molibden, a w niektórych przypadkach żelazo oraz składników dobrze przewodzących prąd i ciepło, jak srebro lub miedź. Z proszków wolframu, molibdenu i żelaza metodą prasowania na stałą wysokość i spiekania w temperaturze T = 1100° C w czasie t = 60 minut w atmosferze wodorowej wytwarzano porowate kształtki o wymiarach 40×4×4 mm, które po badaniu właściwości fizycznych poddano infiltracji srebrem sposobem nakładkowym. Infiltrację kształtek o porowatości 40% z proszków wolframu, molibdenu i żelaza prowadzono w temperaturze Ti = 1200° C w czasie ti = 60 min w atmosferze wodorowej. Do oznaczenia przewodności cieplnej kompozytów W-40%Ag, Mo-40%Ag, Fe-40%Ag wytworzonych metodą infiltracji zastosowano metodę wykorzystującą rozwiązania współczynnikowego problemu odwrotnego przewodzenia ciepła. Metoda wymaga eksperymentalnego wyznaczenia pola temperatury w wybranych punktach próbki podczas jej nagrzewania lub chłodzenia. Po założeniu postaci funkcji, opisującej zależność przewodności cieplnej od temperatury, wyznacza się jej współczynniki, minimalizując uprzednio zdefiniowaną normę błędu, określającą zbieżność pól temperatury: otrzymanego w wyniku eksperymentu i na podstawie obliczeń optymalizacyjnych. Stanowisko pomiarowe zaprojektowano w taki sposób, by spełniać wymagania dotyczące założeń, które zostały przyjęte na etapie budowy modelu matematycznego procesu. Próbkę badanego materiału stanowi pręt o przekroju prostokątnym o wymiarach około 4×4×40 mm. W równych odległościach od siebie nawiercono otwory o średnicy 0,5 mm w taki sposób, by ich końce znajdowały się w osi próbki. W otworach umieszczono termoelementy płaszczowe typu K o średnicy zewnętrznej płaszcza 0,5 mm, które służyły do pomiaru temperatury. Próbkę z czujnikami temperatury wsunięto do kwarcowej rury pokrytej od wewnątrz i na zewnątrz złotem. Rurę zaizolowano na zewnątrz kilkumilimetrową warstwą włóknistego materiału izolacyjnego. Źródło ciepła stanowi lampa łukowa o regulowanej mocy, której promieniowanie kierowane jest za pomocą układu zwierciadeł na powierzchnię czołową próbki. Przeprowadzono pomiary przewodności próbek wykonanych z kompozytów W-40%Ag, Mo-40%Ag oraz Fe-40%Ag. Dla każdej z próbek wykonano po kilka serii pomiarowych. Temperaturę rejestrowano z krokiem równym 0,02 s. W opracowaniu przedstawiono metodykę i wyniki badań przewodności cieplnej infiltrowanych kompozytów W-Ag, Mo-Ag w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do 700+720° C, a kompozytów Fe-Ag w zakresie do 950° C. Stwierdzono istotny wpływ rodzaju składnika umacniającego i temperatury pomiaru na przewodność cieplną kompozytów. Uzyskano dużą zgodność wyników pomiarów i obliczeń w kolejnych seriach pomiarowych.
EN
To solve the heat conduction equation we need to know geometry of the conducting body, its thermo-physical properties, the distribution of internal heat sources or sinks (if existing) as well as the initial and boundary conditions. The accuracy of the determination of those unknown quantities strongly which influence the result of final temperature field calculations. The heat conduction equation should also take into consideration the heat effect of the phase transformation if the heating or cooling of steel is analyzed. Therefore, the determination of latent heat of phase transformation and thermal properties of the material are of great importance. Thermal conductivity can be measured in any apparatus which supplies the specified boundary condition to a particular solution of heat conduction equation in Cartesian, cylindrical or spherical coordinates. The thermal diffusivity can be therefore evaluated from this method if the temperature measurements inside the body are provided. Next, the thermal conductivity can be calculated when the density p and the heat capacity cp are known. Since the temperature in the body can vary with time, the methods based on this method belong to the non-stationary ones. Some of those methods have been described in literature. The presented methods of thermal conductivity determination have been based on the solutions, which assume that the thermo-physical parameters do not depend on temperature. It is impossible to obtain a closed form solution to the heat conduction equation if the thermal diffusivity varies with temperature, even for the one-dimensional case. Those methods are therefore limited to narrow temperature intervals, approaching zero. Thus, many experimental tests must be carried out for evaluation of the influence of temperature on the thermal diffusivity or conductivity. The development of numerical methods and computational techniques has stimulated the applications of inverse methods to problems which can be governed by differential equations, including heat conduction. If the boundary conditions for the direct solution of heat conduction problem are unknown, the measurements of temperatures in a sample renders it possible to evaluate the heat conduction by using an inverse technique. The method proposed in the paper allows simultaneous determination of the thermal conductivity. To present the base of the method the following conduction problem is considered that the cylindrical steel sample is uniformly heated at the front surface. The inverse procedure can be performed in the following steps: accomplishment of the temperature measurements in the selected points of the sample during heating or cooling, determination of the thermal conductivity (t) and the heat generation qv. The circumferential surface of the sample can be thermally insulated. The method involves some experimental tests and several steps of calculations. In the first test, the sample is heated at the front surface to the temperature above the phase transformation and temperatures in selected points inside the body are measured. The test bench should be designed in the way which gives one-dimensional heat conduction in the body. As a result of an experimental test the temperature field in the sample is obtained. The same experiment must be performed during cooling process of the sample. The heated up cylindrical sample is suddenly cooled at the front surface to the temperature below the phase transformations. Data form these tests are necessary to solve the inverse problem with the use of some additional information including specific heat, density, thermocouple location, etc. Attempts have been made to describe the influence additions powders: tungsten, molybdenum and iron on the thermal conductivity of silver infiltrated composites. The physical and mechanical properties of the investigated composites the thermal conductivities of composites W+40%Ag, Mo+40%Ag and Fe+40%Ag are presented and from the analysis of the obtained results it may be concluded that the thermal conductivity is mainly affected by the used powders (tungsten, molybdenum, iron) and volume of silver and the porosity level.
W pracy przedstawiono wyniki badań procesu dyfuzji w warstwach powierzchniowych uzyskanych w wyniku nasycenia borem spieków otrzymanych z proszku kobaltu gatunku Co Extrafine. Warstwy otrzymano za pomocą proszkowej metody borowania wykorzystującej mieszaninę o składzie: B4C jako składnik podstawowy stanowiącego źródło boru, (NH4Cl + NaF) aktywator i Al2O3 jako wypełniacz. Zachowane były następujące parametry procesu: temperatura 950°C, czas 6 h i 12 h. Badania obejmowały wyznaczenie współczynnika dyfuzji na podstawie badań struktury, grubości uzyskanych warstw i czasu ich nasycenia. Obserwacji naniesionych warstw dokonano za pomocą mikroskopu świetlnego Leica DM-4000. Zdjęcia ujawniły dwufazową strukturę warstw borkowych. Badania rentgenowskie potwierdziły występowanie faz o składzie: CoB i Co2B. Zbudowano model dyfuzji atomów boru w strukturze kobaltu, zakładając dyfuzję reaktywną. Obliczono współczynnik dyfuzji, stosując model atomowy dyfuzji z wykorzystaniem potencjałów oddziaływań pomiędzy atomami boru i kobaltu. Otrzymane wyniki porównano z danymi doświadczalnymi dyfuzji boru w innych materiałach.
EN
The reaserch of the boronizing diffusion layers of the cobalt sinters performer with the Co Extrafine powder has been presented in the paper. The paper presents some research results concerning boronized layers obtained by saturating sinter Co Extrafine with boron. The metod of powder boronizing applying a mixture of B4C was used. The mixture was the composition: B4C as the fundamental component, (NH4Cl + NaF) as an activator, and Al2O3 as a filler. The tests were conducted under the conditions: the temperature of 950°C for 6 and 12 hours. The research aimed at determining the diffusion coefficient based on the microstructure, the thickness and the time of the saturation of the obtained layers. The boronized layers were observed with Leica DM-4000 light microscope. The model of reaction diffusion of boron atoms has been proposed. The diffusion coefficient of boron has been calculated using the interatomic potentials. The diffusion coefficient has been compared with the data of diffusion of boron in other materials.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł prezentuje wyniki badań mieszanek spiekalniczych składających się w 60% z rud hematytowych i w 40% z koncentratów magnetytowych, o zasadowości spieku od 1,0 do 1,9. Zidentyfikowano charakterystyczny zakres zasadowości spieku od 1,4 do 1,8, w którym wydajność procesu i właściwości spieku ulegają pogorszeniu. Jest to wynikiem zmian mineralogicznych zachodzących w spieku, które postępują wraz ze wzrostem zasadowości.
EN
The article presents test results of sintering mixes comprising 60% of hematite ores and 40% of magnetite concentrates, with sinter basicity of 1.0 to 1.9. Characteristic range was identified in the basicity of about 1.4 to 1.8 where productivity of the process and property of the sinter decrease. It is the result of mineralogical changes in sinter, which appears while basicity is increasing.
W artykule omówiono rezultaty badań wybranych własności materiałów, otrzymanych metodą walcowania porowatego wsadu. W roli materiału wyjściowego zastosowano rozpylany proszek żelaza. Półwyroby przeznaczone do walcowania wytworzono z wykorzystaniem zabiegów prasowania w temperaturze otoczenia oraz spiekania wyprasek. Proces walcowania prowadzono w temperaturze otoczenia, z zastosowaniem gniotów względnych wynoszących odpowiednio 18 i 27 %. Podczas walcowania mierzono siły konieczne do realizacji tego procesu. Określono wpływ wielkości odkształcenia na gęstość względną oraz wybrane własności mechaniczne otrzymanych wyrobów. Ocenie poddano również mikrostruktury spieków i wyrobów walcowanych. Stwierdzono, że wykonane z proszku żelaza spieki nadają się do formowania metodą walcowania w temperaturze otoczenia, a właściwy dobór parametrów umożliwia wysokie zagęszczenie spieków i prowadzi do poprawy badanych własności.
EN
The work presents the results of the research of the products obtained using the technology of rolling porous materials. As the initial material atomized iron powder was used. Semi-products for rolling were formed by cold pressing and sintering of compacts. Rolling process was realized at ambient temperature, applying two different rolling reductions: 18 % and 27 %. The forces during rolling were registered. The influence of the amount of deformation on relative density and selected mechanical properties of obtained products was evaluated. The structures of sinter and rolled products were observed. It was found, that iron sinters are suitable for using as semi-products for rolling process. Correct selection of rolling parameters allows for high densification and improvement of properties of obtained products.
Przeprowadzono analizę procesu formowania spieków z mieszanek proszków żelaza i stali szybkotnącej. W badaniach uwzględniono wpływ składu mieszanki na gęstość wyprasek oraz składu mieszanki i parametrów spiekania na strukturę i własności spieków.
EN
Analysis of the process of forming sinters from mixed powders of iron and high-speed steel was performed. An effect of a mixed powder composition on the density of compacts, and of the mixed powder composition and sintering parameters on the structure and properties of sinters, were taken into account.
Polska posiada znaczące zasoby rud polimetalicznych-tytanomagnetytowych. Badania nad zastosowaniem tych rud w metalurgii prowadziły trzy ośrodki: Gliwice, Częstochowa i Kraków. W referacie przedstawiono część badań dotyczących tego zagadnienia w Politechnice Częstochowskiej. Przeprowadzono badania dotyczące zastosowania polskich rud tytanomagnetytowych do produkcji spieku. Uzyskano pozytywne rezultaty zastosowania polskich polimetalicznych rud do produkcji spieku.
EN
Poland has a significant amounts of polimetallic ores containing titanium-magnetite compounds. Investigations concerned with an application of those ores in the steel industry were carried out in scientific research centres in Gliwice, Częstochowa and Krakow. In the work a part of this reserach performed in Częstochowa University of Technology has been presented. Research results concerned with application of titanium-magnetite ores in a production of the iron sinter have been described. The posiibility of using those ores in Polish steel industry has been proved.
Podstawowymi składnikami mieszanki spiekalniczej są rudy i koncentraty rud żelaza. Ich udział może wywierać istotny wpływ na parametry procesu i własności spieku. W pracy przedstawiono ocenę możliwości zwiększania udziału koncentratów magnetytowych w mieszance rudnej. W misie spiekalniczej przeprowadzono badania spiekania mieszanek z 40 % i 80 % udziałem koncentratów magnetytowych przy różnym udziale koksiku i zasadowości spieku. Otrzymane wyniki porównano ze wskaźnikami przemysłowego spiekania mieszanek na taśmie spiekalniczej. Wskazano problemy, jakie zaistniały podczas spiekania mieszanek z większościowym udziałem koncentratów magnetytowych.
EN
Iron ores and iron ore concentrates are main components of the mix to sintering process. Their participation have a signifi cant impact on process’ parameters and sinter’s property. In this work the estimation of increasing participation of magnetite concentrates to the mix is presented. Sintering of mixes with magnetite concentrates share of 40 % and 80 % at various coke breeze addition and sinter’s basicity were investigated. Results of this tests were compared with industrial indicators of sintering process in sinter plant. The observed problems during mixes sintering with a large majority of magnetite concentrates were indicated.
W pracy przedstawiono stan wiedzy dotyczącej wytwarzania i badań kompozytów diamentowych przeznaczonych na ostrza narzędzi skrawających. Na tym tle omówiono wyniki prac własnych. Głównym celem badań własnych jest zastąpienie dotychczas powszechnie stosowanej w kompozytach diamentowych, szkodliwej dla zdrowia człowieka kobaltowej fazy wiążącej innym rodzajem tworzywa ze szczególnym uwzględnieniem węglików. Badania ekperymentalne przeprowadzono na próbkach warstwowych oraz kompozytach otrzymanych drogą spiekania w warunkach wysokich ciśnień (zastosowano ciśnienia do 8.0 GPa). Przeprowadzono szereg badań materiałowych np.: badania mikrostrukturalne z zastosowaniem mikroskopu metalograficznego, skaningowego oraz transmisyjnego, rentgenowską analizę składu fazowego, pomiar naprężeń własnych metodą rentgenowską, dyfrakcję elektronową, pomiary twardości sposobem Vickersa, pomiar modułu Younga metodą ultradźwiękową. Określono wytrzymałość na ściskanie średnicowe i przeprowadzono badania odporności temperaturowej kompozytów. Na podstawie przeprowadzonych badań określono podstawowe cechy, które musi spełniać faza wiążąca w odniesieniu do ziaren diamentowych w kompozycie. Określono wpływ rodzaju, ilości i właściwości fazy wiążącej na właściwości kompozytu diamentowego. W celu oceny właściwości użytkowych materiału, który może zostać przeznaczony na ostrza noży skrawających przeprowadzono próby ścieralności oraz wyznaczono składowe całkowitej siły skrawania podczas obróbki stopu aluminium PA6. Opracowana i opisana metodyka badań kompozytów diamentowych pozwala na wytypowanie materiału, który może być zastosowany na ostrza narzędzi, które sprawdziły się w warunkach skrawania materiałów.
EN
The paper describes the state of knowledge concerned with the production and studies of diamond composites for cutting tool applications. The main aim of the investigations was to replace the widespread cobalt-bonding phase with another kind of material with special regard to carbides. Cobalt is unwholesome for men. Sandwich type samples and composites produced by HP-HT sintering (at the pressure 8.0 GPa) were used in investigations. Various methods for material investigations were applied. For example: microstructural studies using optical, scanning and transmission electron microscope, x-ray and electron diffraction phase analysis and Vickers hardness measurement. Young modulus measurements were carried out using ultrasonic method. Compressive radian strength and thermal resistances of these composites were determined. On the base of these studies the most essential characteristics of the bonding phase for diamond composites were determined. The influence of the type, amount and properties of bonding phase on the properties of diamond composites were determined too. In order to estimate properties of the material for cutting edges, wear tests were carried out and components of the total cutting force during machining the PA6 aluminium alloy were measured. Elaborated investigation methods permit to select the material for cutting edges application. Cutting edges were prepared and verified in cutting conditions. They proved correct.
W spiekalniach krajowych mieszanka rudna jest tworzona z wykorzystaniem rud hematytowych jak i koncentratów magnetytowych. Udział obu gatunków rud w mieszance jest do siebie zbliżony i zwykle mieści się w przedziale 40÷60 %. W zależności od warunków redukcyjnych/utleniających panujących w poszczególnych etapach produkcji spieku, a także obecności domieszek CaO, SiO2, Al2O3 i MgO w rudzie, zmianie ulega skład mineralogiczny spieku. Szczególnie istotną fazą są ferryty wapnia, w tym faza SFCA (silicoferrite of calcium and aluminum), która jest fazą wiążącą w spieku i której obecność wpływa korzystnie na jego własności metalurgiczne ze względu na odmienny mechanizm tworzenia się faz wiążących. W opracowaniu przedstawiono przegląd wyników badań prowadzonych w zakresie tworzenia fazy SFCA oraz wyniki własnych badań mineralogicznych spieków otrzymanych po spiekaniu mieszanek z różnym udziałem rud hematytowych i koncentratów magnetytowych przy zasadowości spieku 1,40. Zaobserwowano, że niezależnie od udziału rud hematytowych i koncentratów magnetytowych w mieszance rudnej, podczas jej spiekania lub podczas chłodzenia spieku zachodzi zjawisko tworzenia ferrytów wapnia (w tym fazy SFCA), jednak sposób jej powstania jest w każdym przypadku odmienny.
EN
In domestic sinter plants iron ores mix with hematite ores and magnetite concentrates is prepared. Both kind of iron ores participation in the mix are very similar each other and usually is situated between 40 % and 60 %. Together with sinter production and CaO, SiO2, Al2O3, MgO impurities presence in iron ores mineralogical composition changes. The most important phase is a calcium-ferrites with SFCA (silicoferrite of calcium and aluminum) what is a bonding phase in the sinter. This phase has very good influence on mechanical properties of the sinter for regard of the different mechanism of bonding phases creation in the sinter. In this article a review of results of tests connected with creation of SFCA phase and own results of the mineralogical tests of iron ore sinter with the mix prepared from the different hematite ores and magnetite concentrates with sinter basicity 1.40 are presented. Independently of share of hematite and magnetite ores in the sinter mix during sintering process or during sinter cooling calcium ferrites (with the SCFA phase) is created but there way to creation is different for all cases.
W pracy przedstawiono wyniki badań procesu dyfuzji w warstwie powierzchniowej spieku na bazie kobaltu. Warstwę powierzchniową uzyskano podczas azotowania kobaltu oraz wieloskładnikowego stopu na bazie kobaltu, w warunkach wyładowania jarzeniowego. Obróbkę prowadzono przez 4 godziny, w temperaturze 520°C, w atmosferze N2 - 33%-obj. H2 przy ciśnieniu 3 hPa. Próbki do badań wykonano metodą metalurgii proszków, techniką prasowania na gorąco proszku Co Extrafine oraz mieszanki proszków Co Extrafine i stopu niklu HMSP 1660-02 (po 50 %-mas.). Określono: grubość, mikrostrukturę oraz mikrotwardość otrzymanej warstwy. Zaproponowano model dyfuzji atomów azotu w spieku, zakładając międzywęzłowy mechanizm dyfuzji. Oszacowano wartość współczynnika dyfuzji azotu. Otrzymany współczynnik dyfuzji porównano z danymi dla dyfuzji wodoru i węgla w kobalcie.
EN
The reaserch results of the nitriding diffusion into the cobalt sinters and into a complex cobalt-base alloy are presented in the paper. The specimens were nitrided under the glow discharge conditions for 4 hours, at 520°C and 3 hPa, in N2 - 33vol-%H2 atmosphere. The hot pressing powder metallurgy route was chosen for the production ofspecimens from the commercial Co Extrafine powder and Co Extrafine/HMSP 1660-02 powder mix (50/50 by weight). The thickness, the microstructure and the microhardness of the layer have been measured. The model of interstitial diffusion of nitrogen atoms in a sinter has been proposed. The diffusion coefficient of nitrogen has been estimeted. The diffusion coefficient has been compared with the data of diffusion of hydrogen and carbon in cobalt.
In this paper the production parameters influence on the properties of sinters made from copper powder which are obtained on the first stage of hydrometallurgical processing by displacing from copper fire scale, are presented. Pressed powder compacts density and sinters density were investigated. Also sinters bending strength, hardness, electric resistance were measured and sinters structure was observed and analysed. In described experiment sinters with very high properties were obtained and this indicate high suitability of the use of hydrometallurgical copper powders for application in powder metallurgy technology.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.