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 43
- Downloads 0
Rozdrabnianie struktury stopu CuCr0,6 za pomocą metod KoBo i COT. Refinement of CuCr0.6 alloy by means of KoBo and COT methods.
Prezentowana praca ma na celu scharakteryzowanie zmian struktury zachodzących w stopie miedzi CuCr0,6 (C18200) po zastosowaniu dwóch metod cyklicznego odkształcania: metody wyciskania z obustronnie skrętną matrycą KoBo o...
Badania tribologiczne materiałów przeznaczonych na elementy łożysk tocznych. Tribological tests of materials intended for roller bearing parts
W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych materiałów zastosowanych na elementy łożysk tocznych. Celem badań było określenie właściwości tribologicznych elementów wielkogabarytowego łożyska tocznego krzyżowego...
Kształtowanie profili cienkościennych wspomagane laserowo. Laser-assisted forming of thin-walled profiles.
W ostatnich latach badane są procesy kształtowania plastycznego z wykorzystaniem lokalnego nagrzewania laserowego. Nagrzewanie ma na celu umożliwienie lub ułatwienie obróbki plastycznej materiałów, które wykazują niekorz...
Mechaniczne i strukturalne aspekty szybkiej krystalizacji wybranych stopów aluminium. Mechanical and structural aspects of rapid solidification of selected aluminum alloys
W przeglądowej formie przedstawiono wyniki dotychczasowych badań szybko-krystalizowanych stopów aluminium, które wykonano w latach 1999–2016 w ramach współpracy naukowo-badawczej Wydziału Metali Nieżelaznych AGH i Nihon...
Badania plastometryczne i mikrostrukturalne stopów Fe-28Al-Cr i Fe-38Al. Plastometric and microstructure tests of alloys Fe-28Al-Cr and Fe-38Al.
Stopy na bazie uporządkowanych faz międzymetalicznych, tzw. intermetaliki, należą do grupy materiałów metalicznych o właściwościach pośrednich pomiędzy metalami a ceramiką. Szczególne zainteresowanie ze względu na korzys...