Materiały ceramiczne, metaliczne i kompozytowe spiekane metodą SPS . Ceramic, metallic and composite materials sintered by SPS method .
Journal Title: Obróbka Plastyczna Metali - Year 2019, Vol 30, Issue 2
Abstract
W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości fizycznych i mechanicznych materiałów ceramicznych, metalicznych i kompozytowych wytwarzanych metodą SPS. Materiały wytwarzane tą metodą znalazły zastosowanie między innymi jako narzędzia skrawające oraz elementy zawierające ziarna diamentu do szlifowania i wygładzania. Zaprezentowano krzywe spiekania materiałów o osnowie Al2O3 wytwarzanych metodą SPS. Określono wpływ nagrzewania prądem impulsowym na czas trwania procesu spiekania materiałów tlenkowych i kompozytowych o osnowie Al2O3 w porównaniu do spiekania swobodnego i mikrofalowego. Przedstawiono krzywe spiekania oraz wybrane właściwości materiałów o osnowie Al2O3 z dodatkiem stałych faz smarujących (WS2) oraz z dodatkiem dwuborku tytanu. W przypadku zastosowania spiekania SPS możliwe jest otrzymywanie materiałów przy niższych parametrach (temperatura i czas wygrzewania) odznaczających się dobrymi właściwościami fizycznymi i mechanicznymi. Wprowadzenie faz WS2 oraz TiB2 do osnowy materiałów kompozytowych Al2O3-Ti(C,N) umożliwiło znaczące obniżenie współczynnika tarcia. W pracy przedstawiono również właściwości materiałów o osnowie azotku krzemu. Materiały o osnowie Si3N4 z dodatkiem faz o dobrej przewodności elektrycznej (np. TiN, TiB2) spiekane metodą SPS odznaczały się wysoką twardością, modułem Younga oraz niską opornością elektryczną. Poprawa przewodności elektrycznej tworzyw ceramicznych o osnowie Si3N4 umożliwiła zastosowanie obróbki elektroerozyjnej do formowania gotowych wyrobów. Zaprezentowano materiały ceramiczne (TaB2) wytwarzane w wyniku reakcji syntezy tantalu i boru podczas nagrzewania. Porównano właściwości fizyczne i wytrzymałościowe materiałów borkowych wytwarzanych metodą spiekania reakcyjnego SPS oraz materiałów borkowych spiekanych z komercyjnych proszków TaB2. Przedstawiono także właściwości materiałów supertwardych o osnowie metalicznej konsolidowanych przy zastosowaniu techniki spiekania reakcyjnego FAST/SPS. Egzotermiczna reakcja syntezy proszków w trakcie procesu spiekania SPS umożliwia zwiększenie kinetyki nagrzewania i konsolidacji kompozytowych materiałów z dodatkiem proszków diamentowych w zakresie niższych temperatur bez grafityzacji fazy supertwardej. The paper presents the results of physical and mechanical properties oj ceramic, metallic and composite materia/s obtained using the SPS method. Materia/s sintered by this method have been used, among others, as cutting tools and grinding and polishing elements containing diamond grains. The sintering curves oJ Al203 matrix materia/s produced by SPS are presented. The influence ofpulse current heatingon t he duration o f the sintering process oj oxide and composite materials with the Al203 matrix was determined. The properties oj SPS sintering materia/s were compared with t he properties of materia/s after conventional and microwave sintering processes. The sintering curves and sełected pro-perties oj Al203 based materia/s with the addition oj solid lubricating phases (WS2) and the addition oj titanium diboride are presented. In the case oj using SPS sintering it is possible to obtain materia/s characterized by high physical and mechanical properties at lower parameters (temperature and duration). The additive ojWS2 and TiB2 phases to the matrix oj AI20J-Ti(C,N) composite materia/s ma de i t possib/e to significantly reduce the friction coefficient. The paper ałso presents the properties oj materia/s based on silieon n itride sintered by SPS method. Si.ifV1 based materia/s with the addition oj phases wit h good elcetrical conductivity (eg TiN, TiB2) sintered with SPS method were characterized by high hardness, Young's maduZus and low electricał resistance. The improvement oj electrical conductivity oj Si3N1 ceramie materia/s enabled the use oj electro discharge machining process to form jinished products. The ceramie materia/s (TaB2) produced as a result oj the synthesis reaction oj tantalurn and boran during heating were presented. The physical and mechanical properties oj boride materia/s produced by the reaction sintering SPS and boride materia/s sintered oj commercial TaB2 powders were compared. l t also presents the properties oj super-hard materia/s with a metallic matrix consołidated using the FAST!SPS reaction sintering technique. The exothermic reaction oj powder synthesis during the SPS sintering process al/ows to increase the kinetics of heating and consolidation oj composite materia/s with the addition oj diamond powders in the range oflower temperatures without graphitization oj the super-hard phase.
Authors and Affiliations
Piotr Putyra, Lucyna Jaworska, Marcin Podiadło, Jolanta Laszkiewicz-Łukasik
Keywords
Related Articles
- EP ID EP606908
- DOI -
- Views 41
- Downloads 0
Wpływ zmęczenia cieplnego na udarność stali narzędziowej do pracy na gorąco Orvar Supreme
W artykule przedstawiono wyniki badań zmęczenia cieplnego stali do pracy na gorąco Orvar Supreme (odpowiednik stali WCLV) na stanowisku badawczym zaprojektowanym w Instytucie Obróbki Plastycznej. Stanowisko składało się...
Mapa procesu obróbki stali chromowej P91 o zawartości 9% Cr. Processing map of 9 % Chromium Steel P91.
Celem artykułu jest przedstawienie zjawiska rozpraszania energii podczas walcowania. Podane są zasady teoretyczne, jak też opis badań plastometrycznych, dynamiczny model materiału, teoria schematów oraz procedura ich two...
Zmiany właściwości reologicznych wybranych stopów AlMg w próbie ściskania. Changes of the rheological properties of selected AlMg alloys in compression test
W pracy zaprezentowano metodę wyznaczania krzywych umocnienia stopów AlMg: 5754, 5083, 5019 oraz 5XXX w oparciu o próbę ściskania cylindrycznych próbek o średnicy 10 mm i wysokości 12 mm. Badania przeprowadzono za pomocą...
Warstwy tlenkowe na tytanie otrzymane metodą anodowania w kwasie siarkowym . Oxide layers on titanium obtained by anodization in sulphuric acid.
Komercyjnie czysty tytan stanowi jeden z czołowych materiałów biointegrujący się z tkankami przyzębia, co wykorzystuje się na co dzień w protetyce stomatologicznej. Wysoka reaktywność z tlenem, niska rozszerzalność termi...
Rola obróbki cieplno-plastycznej w kształtowaniu struktury i właściwości mechanicznych stali przeznaczonych do walcowania walcówki. The role of heat-plastic treatment in shaping the structure and mechanical properties of steel types meant for rolling wire rods
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów procesu walcowania na podatność do plastycznego odkształcania, właściwości mechaniczne i strukturę stali gatunku 23MnB4, 30MnB4, C45 i C70 przeznaczonych do walcowania...