Spieki na bazie żelaza stosowane na osnowę w narzędziowych kompozytach metaliczno-diamentowych (Sintered iron-based materials used for the matrix in diamond-impregnated tool composites)

Borowiecka-Jamrozek, Joanna and Lachowski, Jan (2020)
Spieki na bazie żelaza stosowane na osnowę w narzędziowych kompozytach metaliczno-diamentowych (Sintered iron-based materials used for the matrix in diamond-impregnated tool composites).
Monografie, Studia, Rozprawy (M133).
Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce.
ISBN 978-83-65719-93-5
stron: 153

Preview

Tekst Borowiecka_M133.pdf Download (1MB) | Preview

Streszczenie

W pierwszej części monografii przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat własności i metod wytwarzania spieków stosowanych jako osnowy w kompozytach metaliczno-diamentowych. Do analizy wykorzystano liczne krajowe i zagraniczne materiały źródłowe. Druga część pracy zawiera nowatorskie osiągnięcia autorów, polegające na opracowaniu nowej specyficznej mikrostruktury i składu ilościowego materiału, mogącego zastąpić kobalt jako materiał osnowy w kompozytach narzędziowych. Myślą przewodnią pracy było przedstawienie modyfikacji technologii wytwarzania spieków metaliczno-diamentowych poprzez opracowanie wytwarzania nowych mieszanek proszków na osnowy metodą mielenia proszków elementarnych w młynie kulowym. Jako materiał wyjściowy zastosowano żelazo i miedź ze względu na dużą ich dostępność, niską cenę i możliwość modyfikacji dodatkami stopowymi. Zastosowane w doświadczeniach materiały FeCuNi i FeCuSnNi wstępnie zmieszano, a następnie mielono przez 30, 60 i 120 godzin. Spieki wykonano techniką prasowania na gorąco w grafitowej matrycy. Zbadano wpływ parametrów procesu wytwarzania na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne spieków. Zrealizowano kompleksowe badania dotyczące charakterystyki spiekanych materiałów pod kątem ich właściwości fizycznych, mechanicznych, cieplnych i tribologicznych z uwzględnieniem podwyższonych temperatur. W szerokim zakresie przeprowadzono analizę mikrostruktury, korzystając z metod skaningowej mikroskopii elektronowej wraz z analizą składu chemicznego EDS, składu fazowego oraz analizą rentgenowską. Wykazano, że w odpowiedzi na szybkie obniżenie ceny diamentu syntetycznego możliwa jest również redukcja kosztów osnowy w narzędziach metaliczno-diamentowych poprzez zastąpienie kobaltu tańszymi mieszankami proszków na bazie żelaza. (Part One of this monograph overviews the current state of knowledge concerning the properties of diamond-impregnated metal matrix composites as well as methods of their fabrication. A wide variety of Polish and international sources were used for the literature review. Part Two of the work describes the authors' innovative approach to the fabrication of a new material with a specific microstructure and qualitative composition that has a potential to replace cobalt as the matrix material in tool composites. The investigations involved modifying the existing technology of production of diamond-impregnated metal matrix composites by developing a new method of preparation of powder mixtures for the matrix. The technique requires grinding elementary powders in a ball mill. The mixtures under study were iron and copper based because of the high availability and low price of these elements; the mixtures are also easy to modify with alloying additives. The Fe-Cu-Ni and Fe-Cu-Sn-Ni powders used in the experiments were first blended and then milled for 30, 60 and 120 hours. The composites were produced by hot pressing in a graphite die. The main aim of the research was to investigate the influence of the process parameters on the microstructure and properties of the materials. Extensive analysis was performed to determine their physical, mechanical, thermal and tribological properties, also at elevated temperatures. The microstructural examinations involved scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy for chemical characterization, phase mapping, and X-ray analysis. With a rapid decrease in the price of synthetic diamond, the cost of the matrix in diamond-impregnated tools can also be reduced by replacing cobalt using cheaper iron-based powder mixtures.)

Biblioteka Cyfrowa

Podgląd