Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"RADOMIR ATRASZKIEWICZ"

Komputerowe wyznaczanie twardości warstwy wierzchniej w kołach zębatych po procesie nawęglania próżniowego i hartowania gazowego

Czytaj za darmo! »

Nawęglanie próżniowe z następującym po nim hartowaniem gazowym znajduje coraz szersze zastosowanie w przemyśle maszynowym i samochodowym. Typowymi elementami obrabianymi tą technologią są detale, takie jak koła zębate i wałki wielowypustowe. Ze względu na złożoność ich geometrii, wyniki obróbki dla poszczególnych miejsc przekroju nie mogą być określone uśrednionym wynikiem. Dopiero dokładne opracowanie modelu pozwala na wyznaczenie profilu twardości w charakterystycznych punktach geometrii, z uwzględnieniem szybkości chłodzenia i profilu warstwy nawęglonej. W artykule przedstawiono założenia teoretyczne i praktyczne potrzebne do zbudowania symulatora twardości warstwy wierzchniej elementów uzębionych w gazie pod wysokim ciśnieniem po procesie nawęglania próżniowego. Następnie opisano sposób pracy programu i wykazano poprawność jego działania przez weryfikację profili twardości wyznaczonych przez moduł SimHard? z profilami twardości uzyskanymi na drodze doświadczalnego badania warstwy wierzchniej nawęglonych i zahartowanych kół zębatych. Końcowe wnioski przedstawiono w sekcji Podsumowanie. mode l chłodzenia w gazach pod wysokim ciśnieniem W pierwszym etapie prac zbudowano kompleksowy model chłodzenia w gazach pod wysokim ciśnieniem, uwzględniający zjawiska i procesy mające bezpośredni wypływ na przebieg chłodzenia elementu w medium chłodzącym [1]. W tym celu: - opisano zjawiska towarzyszące chłodzeniu wsadu w komorze pieca do nawęglania próżniowego i opracowano sposób wyznania parametru ξ definiującego intensywność oziębiania wsadu, - wyznaczono parametr charakteryzujący piec α(t), uwzględniając zarówno parametry konstrukcyjne pieca, jak i pola prędkości gazu w komorze [2, 3], - określono wpływ rodzaju materiału (skład chemiczny, właściwości fizyczne) na właściwości uzyskane po obróbce cieplnochemicznej, - opisano wpływ kształtu, masy i powierzchni wsadu na intensywność oziębiania, - opracowano model matematyczny[...]

Influence of a steel surface treatment on the wetting angle and free surface energy DOI:10.15199/28.2017.6.6


  1. INTRODUCTION Proper surface preparation for the hot-dip zinc-coating process is the key issue of correctness and quality of the above process’ execution. Apart from surface purity and the degree to which it is developed, it is important to determine the degree of its wettability, which affects the quality of the manufactured zinc coatings. The wetting with a given liquid is represented by its tendency to spread over a solid’s surface. The capacities of a given liquid to spread over the surface can be determined by measuring the angle between the liquid and the solid’s surface. It is determined by the direct measurement of the angle between the tangent at the point of the two phases’ contact and the substrate. If liquid particles are more strongly attracted by the solid ones, the liquid spreads more over the surface. In the case of weaker attraction, there is a weaker wetting of the surface. The greater tendency to wet the surface is, the smaller the contact angle is, until a complete wetting at an angle equal to zero [1]. It is accepted that if, for water as a test liquid, θ < 90°, the surface is hydrophilic, and if θ > 90° — it is hydrophobic. This is undoubtedly important in the later behaviour of metal-coating systems and their strength. In this paper, we raised the question of the steel substrate’s wettability for the zinc-coating process after various surface preparation processes. One of the most widely used in the industry is subcritical annealing applied primarily in process systems of continuous zinc-coating [2]. The task of the subcritical annealing in atmospheres is mainly cleansing the surface of products and residues after rolling and storage (of lubricants and protections) but also, the reduction of surface oxidation products, especially in the case of materials, on the surfaces of which oxides more durable than iron oxides form [3÷6]. This is particularly importan[...]

Azotowanie stopu gamma TiAl pod obniżonym ciśnieniem

Czytaj za darmo! »

W ostatnich latach czynione są starania mające na celu zastąpienie konwencjonalnych stopów żelaza lekkimi stopami m.in. na bazie γ-TiAl. Tendencję tę szczególnie obserwuje się w przemyśle motoryzacyjnym, np. wirniki turbosprężarek, zbrojeniowym czy lotnictwie, np. silniki turbinowe. Jednak w przypadku elementów pracujących w skojarzeniu ciernym tego typu podejście nastręcza wiele kłopotów. Wynika to z faktu, że zarówno tytan, jak i aluminium wykazują silne powinowactwo do tlenu. W konsekwencji na powierzchni tworzy się cienka warstwa tlenków, która w wyniku procesu tarcia ulega delaminacji. Wówczas w węźle tarcia pojawia się "trzecie ciało" w postaci twardych cząstek tlenkowych, które lawinowo zwiększają zużycie, co w konsekwencji prowadzi do zatarcia materiału. W związku z tym istnieje silna potrzeba podwyższenia twardości warstwy oraz zabezpieczenie jej przed procesami prowadzącymi do tworzenia się faz tlenkowych przez wykorzystanie obróbek dyfuzyjnych i/lub zastosowanie metod osadzania powłok. Z literatury przedmiotu znane są metody podwyższania właściwości tribologicznych stopu γ-TiAl przez wprowadzenie na etapie procesów metalurgicznych pierwiastków stopowych m.in. węgla [1÷4] lub przez modyfikację warstwy wierzchniej. Wprowadzenie dodatków stopowych może mieć jednak negatywny wpływ na właściwości mechaniczne stopów γ-TiAl z uwagi na obniżenie wytrzymałości na rozciąganie zarówno w podwyższonej, jak i temperaturze pokojowej [5], a także na obniżenie plastyczności [6]. Z tego względu w większości przypadków prowadzi się obróbki dyfuzyjne stopów γ-TiAl, takie jak: nawęglanie wspomagane plazmą [7], azotowanie w wyładowaniu o częstotliwości radiowej [8], azotowanie za pomocą lasera diodowego [9], azotowanie gazowe [10], azotowanie jarzeniowe [11] czy pokrywanie powłokami: TiAl3 [12], γ/Cr7C3/TiC [13], γ/Al4C3/TiC/CaF2 [14]. Wytworzenie warstw dyfuzyjnych z cienką warstwą węglików lub azotków tyta[...]

Niskotarciowe powłoki MoS2(Ti, W) osadzane metodą magnetronową na azotowanej i azotonasiarczanej stali szybkotnącej Vanadis 23

Czytaj za darmo! »

Technologie multiplexowe stanowią nowoczesną grupę obróbek uszlachetniania warstwy wierzchniej elementów maszyn i urządzeń. Zwykle wykorzystuje się w pierwszej kolejności obróbkę cieplno-chemiczną (np. azotowanie) w celu znacznego utwardzenia warstwy wierzchniej oraz pokrywanie różnego rodzaju powłokami funkcjonalnymi, np. azotkiem tytanu [1]. W takiej konfiguracji warstwa azotowana zwiększa obciążalność elementu, a twarda powłoka TiN zwiększa odporność na zużycie ścierne i adhezyjne. Jednocześnie azot nasycający podłoże stalowe poprawia przyczepność powłoki azotowej. W pracy zaproponowano inny układ duplexowy - na dyfuzyjnej warstwie azotonasiarczanej osadzono niskotarciową powłokę na bazie dwusiarczku molibdenu z dodatkami tytanu oraz wolframu MoS2(Ti, W). W założeniu takie skojarzenie sposobu utwardzania z powłoką (oba zawierające siarkę) powinno poprawić adhezję osadzanej powłoki metodą magnetronową. Powłoka na bazie MoS2 z dodatkami tytanu i wolframu w ilości po 5% at. została opracowana w pierwszej fazie projektu badawczego [2]. Okazało się, że ze względu na brak podwarstwy adhezja do podłoża ze stali szybkotnącej Vanadis 23 była niska, choć współczynnik tarcia suchego był bardzo niski (około 0,04), a odporność na zużycie przez tarcie wysoka (rzędu 10-17 m3·N-1·m-1). Obecność siarki w powłoce na bazie dwusiarczku molibdenu skłoniła autorów do poszukiwania sposobu zwiększenia przyczepności powłoki na drodze popularnych obróbek cieplno-chemicznych: azotonasiarczania oraz azotowania, które miało stanowić materiał porównawczy. Powłoki niskotarciowe na bazie dwusiarczku molibdenu mają wiele zastosowań, na przykład na ceramiczne narzędzia do obróbki na sucho stali nierdzewnych i kwasoodpornych [3], wkładek skrawających do obróbki skrawaniem żeliwa szarego [4], elementów wtryskujących we wtryskarkach do formowania tworzyw sztucznych [5] oraz wybranych elementów silników spalinowych (wtryskiwacze paliwa, tłoki, pierś[...]

Sposób wytwarzania mieszanki nawęglającej

Czytaj za darmo! »

Technologia nawęglania, obok azotowania, węgloazotowania oraz azotonasiarczania, stanowi główną grupę obróbek cieplnych mających na celu poprawę właściwości mechanicznych warstw wierzchnich detali pracujących w węzłach ciernych przy naprężeniach stykowych. Potrzeba intensyfikacji procesów nasycania warstwy wierzchniej węglem sprawiła, że bardzo szybko rozwinęła się technologia niskociśnieniowej obróbki cieplno-chemicznej. Mimo wysokiej ceny urządzeń do obróbki niskociśnieniowej, technologia ta stała się konkurencją dla procesów gazowych, ze względu na szybkość i powtarzalność procesu. Dodatkowym aspektem przemawiającym za zastosowaniem obróbki pod obniżonym ciśnieniem jest mniejsze zanieczyszczenie środowiska w stosunku do technologii konwencjonalnych [1, 2]. Ekspansja procesu nawęglania próżniowego była możliwa dzięki rozwojowi instalacji uniwersalnych, w których zaimplementowana została technologia nawęglania. Pełna kontrola procesu, możliwość bezpośredniego hartowania wsadu po nasycaniu dyfuzyjnym węglem pozwoliła wdrożyć tę obróbkę w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym, a obecnie coraz szerzej, także w przemyśle lotniczym [3, 4]. Atmosfera procesu nawęglania Jako atmosferę roboczą przy pozyskaniu węgla atomowego stosuje się gazy węglonośne, takie jak: metan, acetylen, etylen oraz propan. Ponieważ metan poddany rekcji rozpadu jest źródłem jedynie 3% cząstek użytecznych w procesie nawęglania, dlatego też nie znalazł on szerszego zastosowania w procesie nawęglania próżniowego. W przypadku, gdy ilość wydzielanego węgla aktywnego przewyższa szybkość dyfuzji w głąb stali, na powierzchni przedmiotu powstaje warstewka sadzy lub smoły. Powstawanie sadzy bądź smoły powoduje konieczność czyszczenia elementów obrabianych i pieców [5], dlatego w najnowszych rozwiązaniach technologicznych zaczęto stosować takie gazy węglonośne, jak acetylen bądź etylen. W wyniku jednostopniowej reakcji rozpadu acetylenu oprócz węgla jedynym produktem[...]

Hybrydowe warstwy wierzchnie wytwarzane na bazie nawęglania niskociśnieniowego i azotonasiarczania do zastosowań w regeneracji części maszyn

Czytaj za darmo! »

Zespół działań pozwalających przywrócić lub poprawić własności użytkowe części zużytych lub uszkodzonych na drodze regeneracji określa się mianem posunięć proekologicznych. Takie bowiem działanie eliminuje znacznie konieczność utylizacji zużytych części maszyn i urządzeń. Jeśli dodatkowo efektem końcowym jest produkt o zwiększonej trwałości w porównaniu z pierwotnie wykonanym detalem to niewątpliwie są to rozwiązania jak najbardziej zasadne. Obecnie w celu znacznego polepszenia własności eksploatacyjnych detalu w miejscu uszkodzenia elementu wprowadza się zaawansowaną technologię nakładania warstw wierzchnich należących do grupy obróbek high technology [1]. Przykładem tej techniki jest technologia plazmowego nakładania powłok. Jest to jednak technologia droga, stosowana głównie w przemyśle lotniczym, kosmicznym lub medycznym - implantologii. Wobec tego poszukiwanie nowych technik regeneracji, które spełniałyby podwyższone wymagania eksploatacyjne, a przy tym byłyby tanie w zastosowaniu jest jak najbardziej korzystne [2÷5]. W artykule przedstawiono sposób na znacznie prostszą technologię regeneracji części maszyn niż wspomniana obróbka high technology. Koncepcja ta oparta została na wykorzystaniu warstw hybrydowych, w której zastosowanie uniwersalnego materiału odtworzeniowego pozwoliło na użycie określonej obróbki powierzchniowej zwiększającej trwałość regenerowanego elementu. Taka warstwa hybrydowa została zbudowana z warstwy gradientowej z powłoką przeciwzużyciową, co zapewnia poprawę własności wytrzymałościowych przy jednoczesnym zmniejszeniu oporów tarcia. Na materiał odtworzeniowy wytypowano stal 17CrNi6-6, której skład chemiczny umożliwia zastosowanie obróbki cieplno-chemicznej, jakim jest nawęglanie niskociśnieniowe. Wytworzona w taki sposób warstwa wierzchnia gwarantuje zwiększenie własności wytrzymałościowych. Następnie na tak obrobioną warstwę nałożono powłokę przeciwzużyciową, niskotarciową. WYKONANIE WARSTWY HYBR[...]

Wpływ sposobu hartowania na wielkość odkształceń detali wykonanych ze stali 16MnCr5 nawęglanych niskociśnieniowo


  Nawęglanie to jeden z podstawowych sposóbów obróbki powierzchniowej stali. Najnowocześniejszą odmianą tego procesu jest nawęglanie prowadzone pod obniżonym ciśnieniem atmosfery obróbczej, tzw. nawęglanie niskociśnieniowe lub próżniowe [1÷3]. Niskociśnieniowa odmiana nawęglania przewyższa nawęglanie konwencjonalne pod względem wydajności oraz cechuje się szeregiem zalet, takich jak: brak utleniania wewnętrznego, większa równomierność uzyskiwanych warstw, energooszczędność i proekologiczność [4]. Obróbka cieplna po nawęglaniu niskociśnieniowym może być realizowana, podobnie jak w tradycyjnym nawęglaniu, w oleju hartowniczym lub jako medium hartownicze stosuje się gaz pod wysokim ciśnieniem, rzędu 1 do 3 MPa. Gazowe ośrodki oziębiające, oparte głównie na azocie, helu, wodorze lub ich mieszaninach, są proekologiczne, nie zanieczyszczają środowiska naturalnego, zapewniają czystą, metaliczną powierzchnię obrabianych detali. Tak obrobione części nie wymagają żadnych dodatkowych zabiegów po procesie. W przypadku hartowania w oleju jest konieczne mycie detali, najczęściej w kąpielach alkalicznych, następne płukanie i suszenie. Powoduje to konieczność neutralizacji ścieków i utylizacji cząstek oleju zebranych w separatorach. Ponadto, w przypadku stosowania urządzeń z hartowaniem w oleju, instalacje są znacznie bardziej rozbudowane i zajmują więcej miejsca na halach produkcyjnych [4÷6]. Największym mankamentem chłodzenia w gazach jest ich zdolność do przejmowania ciepła. Efektywność chłodzenia nawęglonego wsadu w gazach silnie zależy od ich rodzaju, ciśnienia oraz od szybkości strumienia gazu opływającego chłodzone detale. Największe zdolności hartownicze spośród gazów stosowanych w hartowaniu ma hel i wodór [4, 6]. Pomimo większego współczynnika przejmowania ciepła, oba te gazy mają mniejsze perspektywy aplikacyjne jako nowoczesne ośrodki chłodzące w obróbce cieplnej. Hel z powodu bardzo wysokiej ceny, która [...]

 Strona 1