Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"ROMAN OLIK"

Modelowanie i symulacja numeryczna stanu naprężeń i odkształceń w warstwie wierzchniej noża strugarki do obróbki drewna pokrytego powłoką przeciwzużyciową

Czytaj za darmo! »

Celem pracy jest prezentacja wyników symulacji komputerowych opartych na metodzie MES, przeprowadzonych dla pracy noża pokrytego powłokami przeciwzużyciowymi. Istnieje szereg publikacji dotyczących matematycznych i aplikacyjnych aspektów metody MES [1÷3], wiele z nich poświęconych jest bezpośrednio wspomaganiu komputerowemu projektowania i optymalizacji procesu nanoszenia warstw przeciwzużyciowych [4÷6, 8] oraz opisowi procesów wynikających z eksploatacji narzędzi [7]. W wielu przypadkach do symulacji wykorzystuje się gotowe pakiety komputerowe, jak np. ANSYS czy COMSOL, co znaczenie ułatwia i poszerza możliwości potencjalnych zastosowań, również ze względu na bardzo rozbudowane i bogate opcje pomocy występujące w tych programach. Głównym celem symulacji komputerowych jest możliwość analizy rzeczywistego procesu fizycznego bez wykonywania eksperymentów. Mając to na uwadze najtrudniejszym etapem stworzenia modelu komputerowego jest wybór i hierarchizacja zjawisk fizycznych towarzyszących badanemu procesowi, ustalenie warunków początkowych i brzegowych oraz dobór typu i liczby elementów skończonych. W artykule pokazane zostały wyniki symulacji opisujących pola naprężeń wewnątrz noża wykonanego ze stali HSS pokrytego powłoką dwuwarstwową: (TiN oraz TiAlN) zwiększającą trwałość narzędzia. Przeprowadzone symulacje w późniejszym horyzoncie czasowym użyte zostaną jako pierwsze przybliżenie opisu procesu pracy noża w procedurze polioptymalizacyjnej, mającej na celu wspomaganie prototypowania typu, grubości i kształtu nakładanych powłok przeciwzużyciowych. Model Fizyczny W trakcie pracy noża strugarki występuje szereg zjawisk fizycznych. Należy do nich zaliczyć zjawisko odkształceń powstających pod wpływem sił zewnętrznych (np. opory skrawania), zjawisko tarcia, rozszerzalność termiczną obiektu oraz strumień ciepła. Wymienione zjawiska w konsekwencji determinują zjawisko adhezji. W pracy skupiono uwagę na zjawisku odkształceń i naprę[...]

Wpływ zawartości węgla w powłokach CrCN na zużycie cierne – próba optymalizacji

Czytaj za darmo! »

Twarde powłoki otrzymywane metodą PVD, charakteryzujące się dużą odpornością na zużycie i korozję powierzchni, są szeroko stosowane na narzędzia i części maszyn. Wybór właściwej powłoki, zależny od rodzaju, parametrów i środowiska obróbki oraz obrabianego materiału może znacząco przedłużyć trwałość modyfikowanego powłoką detalu. Z badań podstawowych relacji między odpornością na zużycie a właściwościami materiału wynika, że zużycie, wytrzymałość zmęczeniowa i odporność na pękanie są związane z twardością i wiązkością materiału powłoki [1]. Istotnymi parametrami są także współczynnik tarcia i przyleganie powłoki do podłoża. Wykazujący wyjątkowo dużą odporność na ścieranie azotek chromu (CrN) znalazł zastosowanie jako powłoka przeciwzużyciowa na narzędzia do skrawania, frezowania i gwintowania elementów wykonanych z tytanu i jego stopów, mosiądzu, miedzi i innych metali kolorowych. CrN wykazuje dużą odporność chemiczną i małe powinowactwo w stosunku do obrabianych metali nieżelaznych. Jego właściwości można poprawić, domieszkując go węglem. Wprowadzenie małych ilości węgla do CrN może powodować zmniejszenie naprężeń wewnętrznych na granicy powłoka-podłoże (wzrost przylegania powłok) oraz wzrost twardości. Powłoki takie są bardziej odporne na ścieranie [2]. Powłoki CrCN łączą cechy azotku i węglika chromu, mają niższy współczynnik tarcia od CrN oraz wyższą wytrzymałość zmęczeniową i odporność na korozję. Zwiększanie zawartości węgla i wzrost twardości powoduje zmniejszenie przylegania, co znacznie ogranicza możliwość zastosowania takich powłok na elementy narażone na wysokie obciążenia mechaniczne. Określenie optymalnego zakresu zawartości węgla ze względu na pożądane właściwości przeciwzużyciowe może być przeprowadzone zarówno drogą eksperymentalną (czasochłonną i kosztowną), jak i na drodze analitycznej. Poszukiwanie optymalnego rozwiązania to aktualny problem wielu dziedzin współczesnej nauki i techniki. Większość problemów m[...]

Dylatometryczna metoda detekcji efektów termomechanicznych w powłokach gradientowych CrCN/CrN

Czytaj za darmo! »

Intensywny rozwój technologii przeciwzużyciowych powłok PVD osadzanych na powierzchniach roboczych narzędzi do maszynowych obróbek metali i drewna oraz wzrastające wymagania dotyczące parametrów eksploatacyjnych narzędzi wymuszają stosowanie zróżnicowanych badań diagnostycznych nowo opracowanych powłok. W tym zakresie wyprzedzająca znajomość stabilności termicznej właściwości powłok istotnych z punktu widzenia trwałości narzędzi jest bardzo ważnym elementem w procesie doboru parametrów technologii projektowanych struktur przeciwzużyciowych [1÷6]. Użytkowanie narzędzi w złożonych węzłach tribologicznych powoduje często cieplne aktywowanie szeregu procesów mikroi makroskopowych. Są nimi przede wszystkim relaksacja naprężeń, rozrost ziaren materiału powłoki, procesy dyfuzji, jak również degradacja chemiczna i mechaniczna struktury powłok [7÷11]. Efektem tych procesów i ich synergii są między innymi zmiany stanu naprężeń w powłokach [12]. W opracowanej metodzie podczas izotermicznego wyżarzania lub liniowych zmian temperatury systemu podłoże-powłoka PVD są odwzorowywane oddziaływania cieplne na powłokę, jakie mają miejsce w rzeczywistych warunkach eksploatacji struktur przeciwzużyciowych PVD. Cechy wyróżniające opracowaną metodę polegają na tym, że monitorowanie zmian naprężeń w powłoce odbywa się podczas przebiegu zastosowanej obróbki cieplnej, a przedmiotem pomiarów są zmiany temperatury i przemieszczeń liniowych podłoża [1÷5, 13, 14]. Wsród powłok przeciwzużyciowych na szczególną uwagę zasługują tzw. powłoki gradientowe. Należą one to do grupy materiałów FGM (Functionally Graded Materials), które charakteryzują się ciągłą zmianą parametrów fizykochemicznych w funkcji zmiennych przestrzennych. Stosowanie powłok gradientowych umożliwia redukcję naprężeń na granicach warstwa/podłoże oraz pomiędzy warstwami powłoki wielowarstwowej. Prowadzi to do polepszenia mechanicznych właściwości powłok, w tym np. zwiększenia adhezji powłoki [...]

Projektowanie, kontrola i wizualizacja in-situ procesu azotowania gazowego

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono kompleksowy system projektowania oraz wizualizacji i kontroli in-situ procesu azotowania gazowego. W koncepcji komputerowego projektowania wykorzystano m.in. metody sztucznej inteligencji ze względu na trudności w rozwiązywaniu analitycznym lub numerycznym złożonych zagadnień termodynamicznych dotyczących m.in. przemian fazowych. W rezultacie otrzymano możliwości poli[...]

Przeciwzużyciowa, dwustopniowa obróbka powierzchniowa narzędzi stosowanych w przemyśle drzewnym

Czytaj za darmo! »

Właściwości warstw otrzymywanych po procesach duplex zależą w głównej mierze od synergicznego efektu wynikającego z połączenia dwóch pojedynczych procesów, a uzyskane tą drogą właściwości są nieosiągalne w przypadku pojedynczego procesu. Uzyskanie istotnego efektu synergicznego wymaga spełnienia jednoznacznie zdefiniowanych wymogów, jakie ma spełniać warstwa azotowana, będąca podłożem pod powłokę PVD. Nieodpowiednie połączenie i/lub niewłaściwa kontrola procesów może prowadzić do pogorszenia, a nie polepszenia efektu końcowego. Istotna jest właściwa identyfikacja reakcji, tak żeby efekty wynikające z pierwszego procesu nie zostały zredukowane przez drugi proces. W artykule przedstawiono wyniki badań noży ze stali szybkotnącej (SW7M) po obróbce duplex, tj. po zmodyfikowaniu ich warstwy wierzchniej w wyniku zastosowania azotowania gazowego i następnie nałożeniu na ich powierzchnię jednowarstwowej powłoki z azotku chromu metodą PVD. W celu uzyskania oczekiwanych rezultatów takiego sekwencyjnego połączenia wymienionych obróbek powierzchniowych, tj. wzrostu adhezji powłoki do podłoża, warstwa azotowana musi charakteryzować się ściśle zdefiniowanymi właściwościami. Przede wszystkim, musi być pozbawiona zewnętrznej strefy węgloazotków żelaza, ale jednocześnie ze strefą dyfuzyjną charakteryzującą się odpowiednio dużą twardością powierzchniową oraz możliwie największymi grubościami efektywnymi. Dodatkowo w celu uniknięcia kruchości warstwy należy dążyć do uniknięcia tworzenia się węglików na granicach byłego austenitu [1]. Te rygorystyczne wymagania połączone z bezwzględnym warunkiem otrzymywania w powtarzalny sposób założonej budowy warstwy stymulują badania w kierunku poszukiwań efektywnych metod projektowania algorytmu zmian parametrów procesu oraz poszerzenia spektrum metod kontroli procesu. Autorzy artykułu już od wielu lat pracują nad wieloma aspektami dotyczącymi procesu azotowania gazowego. W szczególności, zespół zagadnień d[...]

Odporność na zużycie i korozję powłok wielowarstwowych CrCN/CrN wytworzonych na azotowanej stali 42CrMo4 metodą katodowego odparowania łukowego DOI:10.15199/28.2015.5.18


  Transition metal nitrides formed by PVD methods are characterized by properties which are subject to many applications. Chromium nitride coatings show good resistance to oxidation, wear and corrosion. It can be improved through the formation of a multilayer structure, wherein the columnar microstructure (typical for monolayer coating PVD) is interrupted, which significantly reduces a potential source of corrosion occurring along the columns. In addition, the introduction of carbon to chromium nitride causes refinement of microstructure, corresponding to both the improvement of the mechanical properties of the coating and increased resistance to corrosion. The aim of the work was to produce CrCN/CrN multilayer coating by cathodic arc evaporation on a not nitrided and nitrided 42CrMo4 steel substrates. The nitriding was characterized by varying the composition of iron nitrides in the surface zone. The samples were tested for adhesion, resistance wear and corrosion resistance in 3% NaCl solution. It has been found that the reduction of nitride precipitates of ε (Fe2-3N) and γ′ (Fe4N) on the outer surface of the substrate is critical for the adhesion of CrCN/CrN coatings and corrosion resistance. Substrates nitrided in nitrogen potential KN = 1.1 did not show in X-ray studies ε and γ′ phases. This resulted in a lower wear rate of the coating, a higher adhesion of the coating to the substrate, higher corrosion potential and lower corrosion current density compared to the coating deposited on not nitrided or nitrided in higher nitrogen potential. Key words: multilayer coatings, PVD, adhesion, corrosion resistance. Azotki metali przejściowych formowane metodami PVD charakteryzują się właściwościami będącymi przedmiotem wielu zastosowań. Powłoki z azotku chromu wykazują dobrą odporność na utlenianie, zużycie i korozję. Można ją poprawić przez formowanie struktury wielowarstwowej, w której przerywana jest mikrostruktura[...]

Wybrane aspekty regulowanego azotowania gazowego (RAG) oraz azotowania w obniżonym ciśnieniu (LPN) DOI:10.15199/28.2015.6.19


  Selected aspects of controled gas nitriding (RAG) and low pressure nitriding (LPN) In the article the effects of nitriding in the process of regulated gas nitriding (RAG) using ammonia atmosphere diluted by dissociated ammonia or by nitrogen with a nitriding process under low pressure (LPN) was compared. In studies 41CrAlMo7 (38HMJ), 42CrMo4 (40HM) alloy steels, low-carbon steels (steels 10 and 20) and Armco iron have been used. Nitriding of specimens was performed in regulated gas nitriding processes (RAG) in two variants, RAG-1: NH3/NH3zd./N2 = 35/65/0 and RAG-2: NH3/NH3zd./N2 = 5/0/95 and applied one variant of a nitriding under low pressure (LPN). Common parameter characterizing the processes was the degree of dissociation of ammonia. On the basis of studies have demonstrated that in the RAG-1 process can be obtained monophase layer of iron nitride γ′ in relatively wide range of dissociation of ammonia. In the RAG-2 and LPN processes γ′ phase stability region is much narrower and thus obtain a monophase layer of iron nitride γ′ is much more difficult. In the LPN processes reduce of area stability of the γ′ phase is accompanied by an increase in α phase stability region. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of the nitrided layer without the subsurface layers of the nitrides iron. In turn, in the RAG-2 processes increase the area of ε phase stability. Kinetic conditions in these processes conducive to the production of nitrided layers with the subsurface layers of iron nitrides being a mixture of γ′ and ε phases. Key words: regulated gas nitriding, low pressure nitriding, X-ray diffraction, nitrided layer. W artykule porównano efekty azotowania w procesie regulowanego azotowania gazowego (RAG), stosując atmosfery amoniaku rozcieńczane zdysocjowanym amoniakiem lub azotem, z procesem azotowania w warunkach obniżonego ciśnienia (LPN). Procesom azo[...]

 Strona 1