Wyniki 1-10 spośród 12 dla zapytania: authorDesc:"Emilia Wołowiec"

The application of artificial neural networks in designing single-segment processes of vacuum carburizing

Czytaj za darmo! »

Today’s rapid technical progress of civilization and growing expectations of consumers forces equally fast development in all branches of the mechanical industry. It also concerns thermochemical treatment, in which traditional gas carburization is superseded by a modern technology of vacuum carburization . The reason for such a state of being is the high potential of carburizing atmospheres of vacuum carburization processes, which reduces both the time and costs of treatment of thermally improved machine parts. Nowadays, universal vacuum furnaces constitute basic technological equipment of state-of-the-art hardening plants as well as corporate divisions in charge of thermal treatment in the aviation, automotive, tool making and machine construction industries. However, as opposed to gas carburization, vacuum carburization is a much more complex process, which makes treatment with the use of this method more difficult to control, and hence, enforces more intensified control over the whole technological process. Therefore, in recent years, we have been observing increased demand for computer-aided tools (simulators) used to design and simulate these processes. A precise simulator requires an accurate model of a particular phenomenon simulated, which will be the core of its calculations; however, building such an accurate mathematical model is not always possible or affordable. The application of the artificial intelligence method, in particular artificial neural networks, is one of the ways to simulate the process of carburization without the necessity of creating a mathematical model [1, 11]. The following paragraphs briefly describe the essence and objectives of research on the possibility of applying artificial neural networks in the technology of vacuum carburization, the architecture of a sample neural network that achieves this goal and examples of vacuum carburization processes and single-segment processes meeting [...]

Wpływ dodatków stopowych na kształtowanie profilu węgla podczas nawęglania próżniowego stali 16MnCr5

Czytaj za darmo! »

W ostatnich latach można zaobserwować wzrost zainteresowania procesem nawęglania próżniowego, co jest następstwem postępu w budowie nowoczesnych pieców próżniowych do obróbki cieplno- chemicznej z możliwością stosowania atmosfer pod obniżonym ciśnieniem [1÷7]. Przewagą tego procesu nad konwencjonalnym jest przede wszystkim skrócenie czasu nawęglania przez możliwość podniesienia temperatury nawet do 1050°C oraz znaczne podwyższenie potencjału węglowego atmosfer uzyskanych z rozpadu węglowodorów alifatycznych, tj. propanu, etylenu, acetylenu i ich mieszanin rozcieńczanych wodorem. Prowadzenie procesu z zastosowaniem takiego potencjału prowadzi do przesycania warstwy wierzchniej stali węglem i wydzielania jego nadmiaru w postaci wtórnych wydzieleń węglików. Wydzielone w etapie nasycania (stadium nawęglania, w którym dozuje się atmosferę obróbczą do komory pieca) węgliki rozpuszczają się następnie w stadium dyfuzji (etap wygrzewania bez dozowania atmosfery). Dzięki tak prowadzonemu procesowi nasycanie warstwy wierzchniej węglem jest efektywniejsze, ze względu na możliwość wprowadzenia do stali większej ilości węgla [10÷13]. Tworzenie się węglików w strefie przypowierzchniowej stali podczas nawęglania związane jest z ograniczoną rozpuszczalnością węgla w austenicie. Dodatki stopowe stosowane w stalach do nawęglania w większości powodują przesunięcie linii solvus w układzie Fe-C w lewo, czyli w kierunku zmniejszenia rozpuszczalności. Rozpatrując zatem poziom rozpuszczalności węgla w austenicie dla typowych stali stopowych do nawęglania (rys. 1) można wnioskować, że w stadium nasycania, po przekroczeniu granicznej rozpuszczalności, nastąpi wydzielenie nadmiaru węgla w postaci węglików. Analizując ten sam wykres pod kątem nawęglania stali niestopowej należy zauważyć, że nadmiar węgla po przekroczeniu maksymalnej rozpuszczalności w tym przypadku powinien wydzielić się w postaci depozytu węglowego, składającego się głównie z grafitu,[...]

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[...]

Wpływ parametrów procesu nawęglania próżniowego na strukturę i zawartość węgla w warstwie dyfuzyjnej stali EN 20CrMnTi

Czytaj za darmo! »

Technologia nawęglania próżniowego, w porównaniu z tradycyjną metodą, wyróżnia się dużą równomiernością warstwy nawęglonej, powtarzalnością procesów oraz niską emisją substancji odpadowych i szkodliwych. Dlatego cieszy się coraz większym zainteresowaniem światowego przemysłu, w szczególności samochodowego i lotniczego [1÷5]. Proces nawęglania próżniowego składa się z segmentów nasycania i dyfuzji [6, 7]. Dobranie optymalnych parametrów tego procesu, a w szczególności długości poszczególnych segmentów wymaga doświadczenia i dobrej znajomości cech indywidualnych pieca, na którym przeprowadzany jest proces. Niewłaściwe prowadzenie procesu jest przyczyną powstawania wydzieleń węglików stopowych na powierzchni oraz na granicach ziaren obrabianych elementów, powodując obniżenie ich własności eksploatacyjnych [8÷12]. Taka część maszyny staje się podatna na korozję i pękanie podczas pracy. Jedną z metod pozwalających określić optymalne parametry dla procesu są badania metalograficzne. Na ich podstawie można wykreślić profil węgla warstwy nawęglonej oraz ustalić występowanie bądź nie węglików w strukturze materiału. cel pr acy Celem pracy jest zbadanie wpływu temperatury oraz czasu nasycania i dyfuzji w procesie nawęglania próżniowego na zawartość węgla oraz ilość węglików w warstwie dyfuzyjnej stali 20CrMnTi. materiał i metodyka badań Materiał do badań stanowiły próbki w kształcie walców o średnicy 30 mm i wysokości 10 mm wykonane ze stali 20CrMnTi. Skład stali określony metodą spektrometrii rentgenowskiej (SRS 303, Siemens) podano w tabeli 1. Próbki były obustronnie szlifowane na szlifierce do płaszczyzn równoległych w celu uzyskania płaskorównoległych płaszczyzn podstaw walca. Następnie poddano je procesom nawęglania próżniowego według parametrów zebranych w tabeli 2. Parametry procesów zaprojektowano tak, aby otrzymać szeroki przekrój czasów nawęglania i dyfuzji. Nawęglanie prowadzono w piecu 15.0 VPT-4022/24N, w mieszaninie na[...]

Możliwości azotowania stali narzędziowych w uniwersalnym piecu próżniowym

Czytaj za darmo! »

Uniwersalne piece próżniowe stanowią podstawowe wyposażenie technologiczne najnowocześniejszych hartowni usługowych oraz korporacyjnych oddziałów obróbki cieplnej w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, narzędziowym oraz budowy maszyn. W ostatnim dziesięcioleciu możliwości technologiczne tych pieców zostały istotnie poszerzone o procesy wysokotemperaturowej, niskociśnieniowej obróbki cieplno-chemicznej elementów konstrukcyjnych - głównie nawęglania próżniowego i jego zaawansowanych modyfikacji realizowanych sekwencyjnie w jednym urządzeniu wraz z wysokociśnieniowym hartowaniem w gazach pod wysokim ciśnieniem. Istotną częścią asortymentu obrabianego cieplnie i cieplno- chemicznie w hartowniach usługowych oraz korporacyjnych są narzędzia skrawające, narzędzia do obróbki plastycznej na zimno i na gorąco, kokile nisko- i wysokociśnieniowe, formy wtryskowe itd. Synergiczny efekt dużej trwałości tych narzędzi osiąga się przez połączenie objętościowej obróbki cieplnej z precyzyjnym azotowaniem realizowanym obecnie w odrębnych urządzeniach (piecach atmosferowych lub jonowych). Azotowanie jest obróbką cieplno-chemiczną polegającą na nasyceniu wierzchniej warstwy azotem. Od wielu lat jest ono stosowane dla elementów maszyn oraz narzędzi, w których występują silnie obciążone węzły tarciowe i obciążenia cykliczne. Zastosowanie znajdują zarówno konwencjonalne, jak i nowoczesne metody azotowania [1, 2]. Warstwy wytwarzane w procesie konwencjonalnego azotowania utwardzającego mają budowę strefową, zgodną z układem równowagi fazowej żelazo-azot-pierwiastki stopowe. W większości rozważań, zwłaszcza aplikacyjnych, pomija się subtelne szczegóły budowy strukturalnej, dzieląc warstwę azotową na trzy podstawowe strefy: -- strefę związków azotkowych, w której kolejno od powierzchni występują azotki żelaza ε (Fe2-3N), ε + γʹ i γʹ(Fe4N). -- obszar wydzieleń azotków typu γ[...]

Przyspieszanie powstawania warstw w elementach nawęglanych próżniowo

Czytaj za darmo! »

Rosnące oczekiwania konsumpcyjne oraz szybki rozwój cywilizacyjny wymuszają równie szybki rozwój we wszystkich gałęziach przemysłu mechanicznego. Dotyczy to także obróbki cieplno-chemicznej, gdzie tradycyjne nawęglanie gazowe jest wypierane przez nowoczesną technologię nawęglania próżniowego. Przyczyną tego stanu rzeczy jest wysoki potencjał atmosfer nawęglających procesów nawęglania próżniowego, co skraca czas i koszty obróbki ulepszanych cieplnie części maszyn. Dziś uniwersalne piece próżniowe stanowią podstawowe wyposażenie technologiczne najnowocześniejszych hartowni usługowych, jak również korporacyjnych oddziałów obróbki cieplnej w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, narzędziowym oraz budowy maszyn [1÷3]. Jednakże w odróżnieniu od nawęglania gazowego, nawęglanie próżniowe jest procesem bardziej złożonym, co sprawia, że obróbka prowadzona tą metodą jest trudniejsza i wymusza stosowanie większej kontroli nad przebiegiem procesu technologicznego. Stąd też w ostatnich latach obserwuje się zwiększone zapotrzebowanie na komputerowe narzędzia (symulatory) do projektowania i symulowania tych procesów [4, 5]. Precyzyjny symulator wymaga precyzyjnego modelu symulowanego zjawiska, który będzie rdzeniem jego obliczeń, stąd też tak ważne jest prowadzenie badań pogłębiających wiedzę o przebiegu procesu nawęglania próżniowego. W pracy krótko przedstawiono istotę i cele przeprowadzonych badań nad nawęglaniem próżniowym i omówiono wyniki obserwacji zjawisk wydzieleniowych zachodzących podczas nawęglania. Opisano również badania eksperymentalne nad możliwością skrócenia czasu trwania procesu przez zastosowanie procesów jednosegmentowych. nawęglanie próżniowe Nawęglanie próżniowe jest nowoczesnym zabiegiem obróbki cieplno- chemicznej. Polega na dyfuzyjnym nasycaniu warstwy wierzchniej materiału węglem w wysokiej temperaturze, w wyniku czego w warstwie powierzchniowej zostaje wytworzony odpowiedni profil stężenia węgla. Zazwyczaj składa[...]

Azotowanie stali HS-6-5-2 sposobem boost-diffusion

Czytaj za darmo! »

Proces azotowania stosowany w celu wydłużenia czasu pracy części maszyn i narzędzi wpływa w rezultacie na zmniejszenie kosztów produkcji i eksploatacji. Ekonomiczne i ekologiczne zalety procesu azotowania mogą być osiągane w procesach, w których kształtowanie się warstwy azotowanej następuje w możliwie krótkim czasie przy możliwie małym zużyciu energii elektrycznej oraz gazów roboczych. Ponadto wiele małych zakładów usługowych dysponuje urządzeniami uniwersalnymi realizującymi róże rodzaje obórki cieplnej, takie jak nawęglanie, hartowanie, odpuszczanie czy wyżarzanie. Parametry charakteryzujące warstwę azotowaną, decydujące o jej prawidłowej pracy, obejmują optymalną strukturę strefy azotków żelaza (α, γʹ + α lub ε + γʹ + α), grubość, stężenie azotu i jego profil. Aspekt ekonomiczny i ekologiczny obejmuje wielkość i strukturę emisji gazów do otoczenia. Proces azotowania próżniowego z powodzeniem spełnia warunki zarówno ekonomiczności, jak i ekologiczności. Ważnym zagadnieniem, zwłaszcza z punktu widzenia eksploatacji urządzeń uniwersalnych, jest możliwość kontroli tego procesu w celu uzyskania założonych z góry parametrów warstwy wierzchniej. Tradycyjne metody azotowania nie pozwalały na dokładną kontrolę wzrostu warstwy azotowanej [1]. Azotowanie w amoniaku pod ciśnieniem atmosferycznym bądź wyższym powodowało w praktyce przemysłowej wystąpienie powierzchniowej strefy azotków żelaza ε + γʹ (z reguły bardzo grubej i kruchej), którą usuwano przez szlifowanie [2, 3], co zasadniczo zwiększa koszt procesu wytwarzania. W celu zwiększenia kontroli nad konstytuowaniem się warstwy wierzchniej w procesach azotowania wprowadzono atmosfery dwuskładnikowe składające się z amoniaku i amoniaku dysocjowanego NH3 + NH3diss [4, 5], jak również amoniaku i cząsteczkow[...]

Boost-diffusion vacuum nitriding of X37CrMoV51 steel


  Tools for machining and dies for forging, forming and die casting require several subsequent operations of advanced vacuum heat treatment and surface engineering, namely, quenching, tempering, nitriding and PVD coating. The ability to carry out some of these operations in the same device would make the manufacturing much easier and cheaper. There have been several reports about attempts at coupling the ion nitriding and PVD plating in the same vacuum chamber [1÷4]. Modern multipurpose vacuum furnaces are able to integrate austenizing, high pressure gas quenching, single or multiple tempering and also low pressure nitriding [5÷8]. However, a reliable low pressure nitriding requires the development of models and technology for a variety of alloying tool steels due to high microstructure demands from nitrided cases on tools. The "boost-diffusion" process has been proposed to control and monitor low pressure nitriding of tools in multipurpose vacuum furnaces. The basic assumptions for this model are: 1. all "boost" stages are carried out at the constant total pressure of 26 hPa, at the ammonia supplying flow that is proportional to the total area of nitrided charge. The level of pressure is in conformity with the industrial safety requirement. This assumption should guarantee the constant and repeatable nitrogen content in optional ε phase on treated steel grades during the "boost" stages rich in nitrogen; 2. all "diffusion" stages are carried out in vacuum to separate the nitrogen reserve in nitrides from any external interactions. It enables the reliable modelling of nitrogen diffusive transfer based only on disproportionation [...]

Analiza struktury i zawartości węgla w warstwie dyfuzyjnej stali 18CrNiMo7-6 nawęglanej próżniowo

Czytaj za darmo! »

Technologia nawęglania próżniowego w porównaniu z tradycyjną wyróżnia się dużą równomiernością warstwy nawęglonej, powtarzalnością procesów oraz niską emisją substancji odpadowych i szkodliwych. Dlatego cieszy się coraz większym zainteresowaniem światowego przemysłu, w szczególności samochodowego i lotniczego [1÷2]. Proces nawęglania próżniowego składa się z etapów nasycania i dyfuzji [3÷4], a obecność obu rodzajów etapów jest niezbędna do uzyskania elementów o poprawnej strukturze materiału. Dobranie optymalnych parametrów tego procesu, a w szczególności długości poszczególnych etapów wymaga doświadczenia i dobrej znajomości cech indywidualnych pieca do obróbki cieplno-chemicznej. Niewłaściwe prowadzenie procesu jest przyczyną powstawania wydzieleń węglików stopowych na powierzchni oraz na granicach ziaren obrabianych elementów, powodując obniżenie ich własności eksploatacyjnych (podatność na korozję i pękanie podczas pracy) [5÷10]. Stąd też dobranie optymalnych czasów etapów nasycania i dyfuzji w procesie nawęglania próżniowego jest konieczne w uzyskaniu warstw o właściwym rozmieszczeniu węgla. Jedną z metod pozwalających określić korzystne parametry dla procesu są badania metalograficzne. Na ich podstawie można wykreślić profil węgla warstwy nawęglonej oraz ustalić występowanie bądź brak węglików w mikrostrukturze materiału, co w dużej mierze odpowiada na pytanie o poprawność przygotowania elementu do eksploatacji. cel pracy Celem pracy jest zbadanie wpływu temperatury oraz czasu nasycania i dyfuzji w procesie nawęglania próżniowego na zawartość węgla oraz ilość węglików w warstwie dyfuzyjnej stali EN 18CrNiMo7-6. materiał i metodyka badań Materiał do badań stanowiły próbki w kształcie walców o wymiarach 30×30×10 [...]

Topienie pośrednie miedzi na podłożu molibdenowym za pomocą obustronnego układu grzania oporowego pod obniżonym ciśnieniem

Czytaj za darmo! »

Równomierność grubości warstwy oraz homogeniczność mikrostruktury materiału przetapianego do postaci taśmy ma kluczowe znaczenie dla jego dalszej przydatności. Problemy napotykane w procesie produkcji taśm, jak również spełnienie założonych wymagań dotyczących ich finalnej postaci, stały się przyczyną podjęcia badań w tym aspekcie. Pierwsze badania nad przetapianiem sproszkowanej miedzi prowadzono na wysokotopliwym podłożu molibdenowym metodą grzania bezpośredniego. Metoda ta wykorzystywała grzanie oporowe (rezystancyjne) zapewniające dostarczenie odpowiedniej ilości ciepła do strefy przetapiania i tym samym modyfikację warstwy [1÷3]. W tym celu płaskie, podłużne podłoże molibdenowe podłączano do zasilacza o dużej wydajności prądowej. Ciepło wydzielane przez przewodnik elektryczny podczas przepływu prądu zgodnie z prawem Joule’a-Lenza (1) Q = I ⋅ R ⋅ t 2 (1) gdzie: I - natężenie prądu w obwodzie, R - rezystancja molibdenowego podłoża, t - czas przepływu prądu, stanowiło energię niezbędną do przetopienia miedzi. Schemat oporowego grzania podłoża molibdenowego przedstawiono na rysunku 1. Stosowana metoda powodowała przetopienie miedzi umieszczonej na podłożu, jednakże uzyskana warstwa nie miała jednorodnej grubości. Ponadto, analizując mikrostrukturę, obserwowano znaczne różnice w budowie pomiędzy środkiem i krawędziami warstwy. Poszukując wyjaśnienia tego zjawiska, przeanalizowano rozkład temperatury w podłożu molibdenowym podczas procesu przetapiania. Dowiedziono, że w stosowanej metodzie największa ilość ciepła była wydzielana w środkowej części podłoża, podczas gdy jego krawędzie pozostawały chłodniejsze (rys. 2). Stwierdzono, że niejednorodny rozkład temperatury jest przyczyną nierównomiernego zarodkowania oraz otrzymywania niejednorodnej struktury warstwy i podjęto poszukiwania innej metody. metodyka badań W celu uniknięcia niekorzystnego rozkładu temperatury podłoża i prz[...]

 Strona 1  Następna strona »