Properties of sinters obtained by Fe, Cu and Ni powders hot-pressing

Abstract

Przedstawiono wyniki badań własności spieków otrzymanych z mieszanek elementarnych proszków żelaza, miedzi i niklu, poddanych mieleniu w młynie kulowym przez 60 h. Spieki wykonano techniką prasowania na gorąco w grafitowej matrycy. Ich badania obejmowały pomiar gęstości i twardości oraz statyczną próbę rozciągania. Obserwowano również -za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego -mikrostrukturę i przełomy zerwanych próbek. Badania miały na celu okreś-lenie przydatności wytworzonych kompozytów do produkcji narzędzi metaliczno-diamentowych. Ich własności porównano z własnościami spieku wyprodukowanego z komercyjnej mieszanki proszków. SŁOWA KLUCZOWE: narzędzia diamentowe, mieszanka proszków, spiek, osnowaThe results of studies upon properties of sinter obtained from elementary mixtures of iron, copper and nickel powders have been subjected to grinding in a ball mill for 60 hrs. The sinters have been made by hot-pressing technique in graphite matrix. Their studies included density and hardness measurements and static stretch test. Electron microscope has been also applied to observe the microstructure and breakthroughs of broken samples. The research has been aimed at determining the suitability of manufactured composites for the production of metallic-diamond tools. Their properties have been compared with those of sinter produced from a commercial blend of powders. KEYWORDS: diamond tools, powder mixture, sinter, matrix Postęp w dziedzinie produkcji narzędzi do cięcia, wiercenia i obróbki materiałów zależy od rozwoju technologii metalurgii proszków oraz opracowania produkcji diamentu syntetycznego na skalę przemysłową. W wyborze narzędzia należy wziąć pod uwagę właściwości obrabianego materiału oraz warunki obróbki. Elementy robocze pił, wierteł, frezów czy tarcz szlifierskich to spieki diamentu z kobaltem. Z technologicznego punktu widzenia kobalt ma wiele zalet [1][2][3][4]. Spiekane stopy kobaltu charakteryzują się wysoką wytrzymałością i dobrą plastycznością. Osnowa kobaltowa wykazuje bardzo dobre właściwości retencyjne [5,6]. Wadą kobaltu jest natomiast wysoka i niestabilna cena. Z tego powodu wytwórcy narzędzi poszukują tań-szych materiałów na osnowę, które mogłyby zastąpić kobalt [7,8].Do produkcji narzędzi metaliczno-diamentowych zaczęto stosować mieszanki tańszych proszków elementarnych, proszku żelaza karbonylkowego albo żelaza redukowanego z dodatkiem miedzi lub brązu. Badania wykazały, że wytworzone spieki cechują się gruboziarnistą i niejednorodną strukturą, co wpływa na pogorszenie ich właściwości wytrzymałościowych [5]. Warunkiem uzyskania drobnoziarnistej mikrostruktury spieków jest drobnokrystaliczna struktura cząstek proszku, powstrzymująca rozrost ziarna materiału podczas spiekania [9].Głównym celem pracy było zbadanie przydatności mieszanki proszków Fe, Cu i Ni, poddanej mieleniu w mły-nie kulowym, do wytwarzania spiekanych kompozytów metaliczno-diamentowych. Zbadano wpływ parametrów procesu wytwarzania na mikrostrukturę i własności mechaniczne spieków. Własności te porównano z własno-ścia...