Wyniki 1-10 spośród 11 dla zapytania: authorDesc:"JERZY SMOLIK"

Rola warstwy hybrydowej typu warstwa azotowana/powłoka CrN w procesie zwiększania trwałości matryc kuźniczych

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, które umożliwiły opisanie mechanizmów niszczenia matryc kuźniczych wykonanych ze stali WLV z wytworzoną na powierzchni warstwą hybrydową typu "warstwa azotowana/powłoka CrN". Badana warstwa hybrydowa wytworzona została z wykorzystaniem wielostopniowej metody obróbki powierzchniowej obejmującej azotowanie jarzeniowe oraz nakładanie powło[...]

Nowoczesna inżynieria powierzchni - stan wiedzy i kierunki rozwoju

Czytaj za darmo! »

Generatorem rozwoju każdej gospodarki są nowe technologie, umożliwiające wprowadzenie na rynek innowacyjnego wyrobu, którego komercjalizacja jest podstawą postępu cywilizacyjnego. Jednak zapewnienie harmonijnego rozwoju społeczeństw wymaga, oprócz ukierunkowania na rozwój dóbr konsumpcyjnych, zwrócenia uwagi na inne aspekty, jak: ochrona środowiska, oszczędność energii czy bezpieczeństwo. Opracowana w tym zakresie strategia zrównoważonego rozwoju, jako integralny element współczesnej gospodarki, wymaga zatem zarówno dalekosiężnego programowania kierunków badawczych z nią związanych, jak i precyzyjnego określenia stanu wiedzy na obecnym etapie rozwoju. Rozwiązanie obu tych zagadnień zostało podjęte z wykorzystaniem metody foresight w ramach projektu "Zaawansowane technologie przemysłowe i ekologiczne dla zrównoważonego rozwoju kraju" zrealizowanego w Programie Operacyjnym Innowacyjna Gospodarka [1]. Obszary badawcze projektu wygenerowano, biorąc pod uwagę priorytety badawcze wskazywane w krajowych dokumentach strategicznych [2], kierunki wyznaczane w krajowych programach strategicznych oraz kierunki badawcze wyznaczone w Narodowym Programie Foresight "Polska 2020" [3]. Wytypowane na tej podstawie obszary badawcze obejmowały swoim zakresem następujące zagadnienia: -- specjalizowana aparatura badawcza i testowa, -- technologie mechatroniczne i systemy sterowania do wspomagania procesów wytwarzania i eksploatacji, -- zaawansowane technologie materiałowe i nanotechnologie oraz systemy techniczne wspomagające ich projektowanie i aplikację, -- technologie proekologiczne, racjonalizację zużycia surowców i zasobów oraz odnawialne źródła energii, -- technologie bezpieczeństwa technicznego i środowiskowego. W celu typowania priorytetowych kierunków badań w każdym z wybranych obszarów badawczych opracowano oryginalną metodykę badawczą, pokazaną na rysunku 1, której wyniki zastosowania zaprezentowano w artykule. Przyjęto założenie, że p[...]

Analiza odporności na pękanie powłok wieloskładnikowych na bazie azotku chromu


  Zmęczenie cieplno-mechaniczne jest jednym z głównych mechanizmów niszczenia narzędzi pracujących w warunkach jednoczesnego działania cyklicznie zmiennych obciążeń mechanicznych oraz cyklicznie zmiennych obciążeń termicznych [1]. Cykliczne zmiany gradientu temperatury pomiędzy powierzchnią a rdzeniem materiału są źródłem zmiennych naprężeń cieplnych, które powodują generowanie i propagację siatki pęknięć. Jednoczesne działanie cyklicznie zmiennych obciążeń mechanicznych powoduje intensyfikację tego procesu. Bardzo skutecznym działaniem zwiększającym odporność na zmęczenie cieplno-mechaniczne jest kształtowanie właściwości warstwy wierzchniej narzędzi i elementów maszyn z wykorzystaniem nowoczesnych technologii inżynierii powierzchni. Jednym z najbardziej perspektywicznych kierunków rozwoju inżynierii powierzchni są technologie hybrydowe [2], które dają duże możliwości w zakresie kształtowania właściwości funkcjonalnych. Najbardziej znaną i szeroko stosowaną hybrydową technologią inżynierii powierzchni jest połączenie PVD [3]. Jednoczesne występowanie dwóch wymienionych elementów mikrostruktury, tj. warstwy azotowanej oraz powłoki PVD powoduje wzajemne, synergiczne ich współdziałanie, dając bardzo dobre właściwości eksploatacyjne. Warstwa azotowana zwiększa twardość powierzchniową i odporność podłoża na odkształcenia plastyczne, zabezpieczając w ten sposób powłokę PVD przed utratą spójności wewnętrznej i adhezji do podłoża. Natomiast powłoka PVD izoluje azotowane podłoże, ograniczając wpływ czynników zewnętrznych w procesie jego niszczenia. Przykłady praktycznego zastosowania warstw hybrydowych PN+PVD potwierdzają ich skuteczność w zwiększeniu trwałości narzędzi pracujących w bardzo trudnych warunkach eksploatacyjnych. Ze względu na uzyskiwane właściwości warstwy hybrydowe są szeroko stosowane w przemyśle do zwiększania trwałości narzędzi, takich jak matryce do ciśnieniowego odlewania aluminium [4], narzędzia do obróbki plast[...]

Właściwości warstw duplex wytwarzanych w procesie tytanowania próżniowego na stali pokrytej stopem niklu

Czytaj za darmo! »

Badania przedstawione w pracy dotyczą nowoczesnej tematyki inżynierii powierzchni, obróbki cieplno-chemicznej realizowanej w sposób ekologiczny, przez zastosowanie metody próżniowej, wchodzącej w obszar metod PVD - osadzania par metali, np. tytanu, na powierzchni stali w procesie tytanowania próżniowego. Dyfuzyjne nasycanie stali pierwiastkami metalicznymi, jak np. tytanem, stosuje się w celu zwiększania trwałości narzędzi i części maszyn narażonych w eksploatacji na zużycie przez tarcie [1÷3]. Odporność na zużycie przez tarcie wykazują warstwy tytanowane o strukturze węglikowej wytwarzane na stalach o średniej lub dużej zawartości węgla [4, 5]. Warstwy te mają jednak niedostateczną odporność korozyjną m.in. w środowiskach wodnych zawierających kwas siarkowy [5÷7]. Polepszenie ich odporności korozyjnej można uzyskać dzięki połączeniu galwanicznego nanoszenia powłok ze stopów niklu z obróbką cieplno-chemiczną [7÷10]. Przedmiotem badań w pracy, była modyfikacja budowy warstw węglikowych wytwarzanych w procesach tytanowania próżniowego, przeprowadzana przez elektrolityczne nakładanie powłok ze stopu niklu z molibdenem na powierzchnię stali narzędziowej przed następnym procesem dyfuzyjnego tytanowania. Zamierzeniem tak prowadzonej obróbki było zwiększenie odporności korozyjnej wytwarzanych warstw przy jednoczesnym zachowaniu ich dobrej odporności na zużycie przez tarcie. Zmodyfikowane warstwy duplex TiC + (Ni-Mo) można będzie zastosować w przemyśle spożywczym, chemicznym lub w energetyce. Umożliwi to zaoszczędzenie drogich i deficytowych stopów tytanu, które będzie można zastąpić stalami tytanowanymi metodą próżniową, po uprzednim nałożeniu na ich powierzchnię powłoki elektrolitycznej ze stopu Ni-Mo. WYTWARZANIE WAR STW Węglikowe warstwy typu TiC wytwarzano w procesach tytanowania próżniowego na próbkach ze stopowej stali narzędziowej X165CrV12 (NC10 według PN). Procesy tytanowania prowadzono w piecu próżniowym w zakresie temper[...]

Wpływ dyfuzyjnych, wieloskładnikowych warstw na bazie tytanu wytwarzanych metodą hybrydową na odporność na korozję i zużycie przez tarcie stopu magnezu AZ91D

Czytaj za darmo! »

Ze względu na bardzo korzystne własności, a zwłaszcza małą gęstość, dużą wytrzymałość właściwą, skuteczne ekranowanie pól elektromagnetycznych, stopy magnezu stanowią bardzo atrakcyjny materiał konstrukcyjny i funkcjonalny. Barierą dla ich dalszej, szerokiej ekspansji są w przypadku wielu zastosowań słabe własności użytkowe w zakresie twardości, odporności na korozję i zużycie przez tarcie. Opracowanie nowych, skutecznych rozwiązań inżynierii powierzchni otworzyłoby drogę do pokonania tych ograniczeń i wykorzystania stopów magnezu w nowych jakościowo obszarach zastosowań, tj. w wyrobach eksploatowanych w warunkach dużych narażeń na korozję, zużycia przez tarcie i powierzchniowe uszkodzenia mechaniczne. Perspektywicznym kierunkiem wydaje się wytwarzanie na stopach magnezu powierzchniowych warstw azotków, które z natury charakteryzują się dużą twardością, odpornością na zużycie przez tarcie i korozję. Powłoki azotków od przeszło dekady wytwarzane na stopach magnezu metodami PVD, magnetronowo lub łukowo, zwiększają w dużym stopniu odporność na zużycie przez tarcie [1÷4]. Ich wadą pozostaje jednak adhezyjny charakter połączenia z podłożem i skokowa zmiana właściwości pomiędzy twardą warstwą a miękkim stopem magnezu, ograniczające dopuszczalne naciski na powierzchnię [2, 5, 6]. Jednocześnie powłoki te, ze względu na niezadowalającą szczelność, nie stanowią skutecznej ochrony obrabianego podłoża przed korozją [6÷9]. Odnotowane w ostatnim okresie prace zmierzające ku rozwiązaniu tego problemu idą w kierunku wytwarzania złożonych wielowarstwowych powłok kompozytowych tlenkowo-azotkowych [10], bądź też zmiany właściwości korozyjnych powłok azotków w procesie ich domieszkowania [11]. Perspektywiczną alternatywą dla powłok azotków osadzanych na stopach magnezu metodami PVD wydaje się wytwarzanie na nich kompozytowych, dyfuzyjnych warstw powierzchniowych azotków, względnie tlenoazotków [5, 6]. Warstwy takie można wytworzyć metodą hybrydo[...]

Odporność na zmęczenie cieplne stali WCL i WCLV z zastosowaniem powłok hybrydowych


  W pracy przedstawiono wyniki badania zmęczenia cieplnego próbek pokrytych warstwami hybrydowymi. Próbki ze stali narzędziowej do pracy na gorąco WCL i WCLV poddane zostały obróbce cieplnej zgodnie z technologią przygotowania matryc do kucia na prasach. Po azotowaniu jarzeniowym na próbki nałożono powłoki metodą PVD typu CrN i Al0,7Cr15Ti15N mono. Na podstawie pomiarów oraz literatury dobrano warunki cyklu zmęczeniowego. Próby przeprowadzono dla trzech temperatur górnych cyklu Tg = 650, 700, 750°C. Wyniki przedstawiono w postaci opisu powierzchniowej siatki pęknięć oraz za pomocą pomiaru głębokości pęknięć. Wskazano, która z zastosowanych powłok na próbkach stalowych daje najmniejszą intensywność powstawania siatki pęknięć oraz spełnia wymagania stawiane przez warunki przemysłowe. The paper presents the results of thermal fatigue of hybrid layers. Samples from hot tool steel H11,H13 were subjected to heat treatment compatible with the technology of preparation of forging dies for presses. After nitriding PVD coatings were imposed: CrN and Al0,7Cr15Ti15N mono. On the basis of measurements and literature conditions of cycle fatigue were chosen. Tests were carried out for three temperatures of the upper cycle Tmax = 650, 700, 750 ° C. The results are shown in the form of the surface crack formation, and by measuring the depth of cracks. It was indicated which coating combination with steel gives the lowest intensity of the grid formation of cracks and meets the requirements of the industrial conditions. Słowa kluczowe: niskocyklowe zmęczenie cieplne, metoda "wirującego krążka", powłoki PVD, warstwa azotowana, stal do pracy na gorąco Key word: Low cycle thermal fatigue, “spinning disc" method, PVD coatings, nitrided layer, hot tool steel.1. Wstęp. Zmęczenie cieplne jest procesem, w którym dochodzi do uszkodzenia materiału w wy- niku cyklicznych zmian temperatury z wystąpieniem zewnętrznego pola siłowego lub bez niego. Krańco- wymi przypadkami zm[...]

Charakterystyka właściwości mechanicznych powłoki azotku tytanu na stopie aluminium z wykorzystaniem próby zarysowania i zgładów sferycznych DOI:10.15199/28.2015.3.11


  Ze względu na małą gęstość i inne korzystne właściwości oraz relatywnie przystępną cenę stopy aluminium są szeroko stosowane w różnorodnych obszarach w technice, umożliwiając znaczną redukcję masy wyrobów. Słabe właściwości powierzchniowe, w tym w zwłaszcza mała twardość i odporność na zużycie przez tarcie, stanowią ograniczenie dla ich jeszcze szerszego wykorzystania. W świetle wyników badań własnych i danych literaturowych wytwarzanie na stopach aluminium metodami PVD warstw powierzchniowych azotków umożliwiających ich wykorzystanie w warunkach zwiększonych narażeń mechanicznych, w tym zwłaszcza tribologicznych, wydaje się jednym z perspektywicznych rozwiązań Niewątpliwym ograniczeniem rzutującym na zachowania mechaniczne powłok azotków na stopach aluminium pod obciążeniem, zwłaszcza ich przyczepność, jest specyfika układu twarda powłoka PVD-miękkie podłoże, które cechuje duża, skokowa zmiana właściwości oraz adhezyjny charakter połączenia z podłożem. W pracy podjęto badania dwóch układów powłok azotku tytanu typu TiN na wybranych stopach aluminium do utwardzania wydzieleniowego z grupy durali. W badaniach analizowano system arologiczny stop Al-podwarstwa typu TiN-Ti (w tym w aspekcie wpływu obróbki cieplnej)-TiN oraz stop Al-podwarstwa typu TiN-Ti-Al-TiN. Przedmiotem badań była próba zaawansowanej charakterystyki metodą Recatest zachowań układu powłoka azotku tytanu-podłoże ze stopu aluminium na podstawie próby zarysowania. Istotą tej metody jest analiza precyzyjnych zgładów sferycznych wykonanych w różnych miejscach rysy. Przeprowadzone analizy badanych układów powłok na wybranych stopach aluminium wykazały przydatność metody Recatest do wizualizacji subtelnych zachowań układu twarda powłoka-plastyczne podłoże w warunkach próby zarysowania, ujawniając przy tym różnice przebiegu zarysowania poszczególnych wariantów powierzchniowych warstw azotku tytanu na stopach aluminium. Badania wykazały relatywnie dobrą plastyczność powłok azotku tytanu[...]

Dyfuzyjne warstwy azotków na stopie magnezu AZ91D wytwarzane metodą hybrydową - mikrostruktura i właściwości

Czytaj za darmo! »

Nadzwyczaj aktualną tendencją staje się obecnie dążenie do szerszego niż dotychczas wykorzystania w technice lekkich materiałów, a w szczególności najlżejszych spośród nich stopów magnezu, w takich obszarach zastosowań, w których umożliwi to osiągnięcie istotnego zmniejszenia zużycia energii i paliw. Dotyczy to w szczególności motoryzacji, transportu lądowego i morskiego, maszyn i wszelkiego rodzaju sprzętu mechanicznego. Konieczność zmniejszenia masy wyrobów w tych obszarach wynika z wyzwań współczesnej cywilizacji, zmierzających do ograniczenia zanieczyszczenia środowiska naturalnego przez obniżenie emisji produktów spalania do atmosfery oraz zmniejszenie tempa eksploatacji wyczerpujących się zasobów kopalnych źródeł energii i innych surowców. Istotną przeszkodą dla ekspansji stopów magnezu, w szczególności do nowych jakościowo rodzajów zastosowań w warunkach zwiększonych narażeń eksploatacyjnych, takich jak ruchome części silników, maszyn i urządzeń mechanicznych i elementy zewnętrzne narażone korozyjnie, są ich niskie własności użytkowe w zakresie odporności na zużycie przez tarcie i korozję. Kluczowym dla konkurencyjności stopów magnezu jest zatem poszukiwanie metod inżynierii powierzchni umożliwiających wystarczające zwiększenie właściwości użytkowych stopów magnezu w tym zakresie. Dotychczasowe rozwiązania zmierzające w tym kierunku opierają się na wykorzystaniu w tym celu powłok, odpornych na zużycie przez tarcie i korozję azotków chromu, tytanu, czy cyrkonu, wytwarzanych metodami PVD [1÷9]. Powłoki te podwyższają odporność na zużycie przez tarcie, ale wadą ich pozostaje niewystarczająca szczelność, a w konsekwencji słaba odporność na korozję oraz adhezyjny charakter wiązania z podłożem stwarzający ryzyko złuszczania powłok pod wpływem dużych nacisków. Sugerowaną przez autorów alternatywą jest wytwarzanie za pomocą metody hybrydowej warstw azotków o charakterze dyfuzyjnym. Istotą proponowanego rozwiązania hybrydowego [...]

Wpływ warstw powierzchniowych azotku tytanu na odporność korozyjną stopu magnezu AZ91D

Czytaj za darmo! »

Najmniejsza spośród stopów lekkich gęstość stopów magnezu (ρMg = 1,74 g/cm3) w skojarzeniu z szeregiem bardzo korzystnych własności stanowi o ich wyjątkowej atrakcyjności jako metalicznych tworzyw konstrukcyjnych i funkcjonalnych. Atrakcyjność stopów magnezu podnoszą dodatkowo ich bardzo dobre własności odlewnicze, rozwój nowoczesnych, masowych technologii wytwarzania wyrobów, takich jak odlewnie ciśnieniowe czy metody tixotropowe [1÷4] oraz coraz korzystniej kształtujące się relacje cenowe [4]. Z drugiej strony słabe własności powierzchniowe stopów magnezu, takie jak odporność na zużycie przez tarcie, a zwłaszcza odporność na korozję uniemożliwiają ich wykorzystanie w bardziej wymagających obszarach zastosowań, narzucających trudne z punktu widzenia tribologicznego i korozyjnego warunki eksploatacji. Szeroka oferta będących w stadium badań i tych stosowanych w praktyce inżynierskiej obróbek powierzchniowych [1÷5], z dominującym w różnych odmianach utlenianiem anodowym, nie dysponuje w pełni satysfakcjonującym rozwiązaniem, które byłoby w stanie sprostać wymaganiom wynikającym ze zwiększonych narażeń eksploatacyjnych na zużycie przez tarcie i korozję. Jednym z perspektywicznych, potencjalnie skutecznych rozwiązań inżynierii powierzchni stopów magnezu, które mogłoby stworzyć szansę na pokonanie bariery słabych własności powierzchniowych, jest opracowane przez autorów wytwarzanie na stopach magnezu dyfuzyjnych warstw azotków chromu i tytanu metodą hybrydową [6÷9]. Do wytwarzania warstw dyfuzyjnych wykorzystuje się obróbkę hybrydową polegającą na azotowaniu w warunkach wyładowania jarzeniowego stopu uprzednio pokrytego powłoką chromu lub tytanu, która obok efektu azotowania stref przypowierzchniowych skutkuje dyfuzyjnym połączeniem powłoki z podłożem [6]. Warstwy dyfuzyjne, w przeciwieństwie do nieodpornych na korozję ze względu na charakterystyczne defekty adhezyjnych powłok azotków wytwarzanych na stopach magnezu metodam[...]

POPRAWA TRWAŁOŚCI NARZĘDZI DO KUCIA NA GORĄCO PRZEZ ZASTOSOWANIE WARSTW HYBRYDOWYCH


  W artykule opisano zagadnienia związane z trwałością matryc kuźniczych stosowanych do kucia na gorąco odkuwki koła czołowego. Przedstawiono wyniki badań przemysłowych, gdzie w celu poprawy trwałości narzędzi zastosowano warstwy hybrydowe typu warstwa azotowana powłoka PVD. Ocenie skuteczności w zwiększaniu trwałości narzędzi w analizowanym procesie poddano dwa rodzaje warstw hybrydowych różniące się zastosowaną powłoką PVD. Opisane badania wykazały, że przez zastosowanie warstw hybrydowych typu warstwa azotowana i powłoka PVD można skutecznie zwiększyć trwałości narzędzi stosowanych w procesach kucia matrycowego na gorąco. Słowa kluczowe: kucie matrycowe, trwałość narzędzi, warstwy hybrydowe IMPROVING TOOL LIFE FOR HOT FORGING BY THE APPLICATION OF HYBRID LAYERS This paper describes the issues related with durability of forging dies used in spur gear hot forging process. The results of industrial research describe tool life improvement by using hybrid layer combining nitride layer and PVD coating. In order to assess the effectiveness in increasing tool life in the analyzed process two types of hybrid layers with different PVD coating applied. The research has shown that by using a hybrid layer containing nitrided layer and PVD coating can effectively enhance the durability of the tools used in the process of hot forging. Keywords: die forging, tool life, hybrid layers Wstęp Duża intensywność zużycia narzędzi stosowanych w procesach kucia matrycowego sprawia, iż problemom trwałości matryc poświęca się coraz więcej uwagi. Narzędzia kuźnicze, mimo znacznego postępu technicznego i rozwoju nauki w tym kierunku cechują się nadal niestabilną i stosunkowo niską trwałością, co w sposób znaczący wpływa na wielkość kosztów produkcji i jakość odkuwek[1]. Na trwałość narzędzi stosowanych w procesach kucia wpływa bardzo wiele czynników: m.in.: warunki, w jakich przebiega proces kucia (temperatura i geometria narzędzi oraz wstępniaka, prędkość p[...]

 Strona 1  Następna strona »