Baza wiedzy: Politechnika Warszawska

Ustawienia i Twoje konto

Powrót

Ceramika narzędziowa na osnowie tlenku glinu z udziałem stałych środków smarnychh

Kamil Broniszewski

Abstract

Many developing industries are looking for newer and newer construction and tool materials. First of all, attention is focused on composite materials that allow for a great freedom in designing their microstructure. This involves the possibility of producing composite materials with desired properties. Alumina ceramic, due to its properties and low price, is a material widely used as a composites matrix. It is characterized by low thermal shock resistance and that is why it is used in dry machining. In the 80’s when the costs of cutting fluids were very low, dry machining was reluctant to apply. Nowadays when environmental protection has left its mark on the costs of cutting fluids, it has a chance to become a significant type of machining process. This paper presents the results of research and cutting tests of composite alumina matrix cutting tools with the addition of metallic phases of molybdenum or vanadium. Like all the ceramic materials, corundum is characterized with low fracture toughness which could lead to cutting edge chipping. The introduced metallic phases increase the fracture toughness of composites and provide a self-lubricating properties for a cutting tool during dry machining process. Thermally activated metallic phase oxidation in the surface layer of the cutting tool leads to the formation of metal oxides characterized with graphite-like structure (MoO3 and V2O5). This results in reduction of friction coefficient in the cutting edge-workpiece contact zone. Due to the occurrence of the oxidation process only on the surface of cutting tool, the metallic phases can still act as a factor increasing fracture toughness of a composite in the whole of its volume. Tools life of produced cutting tools were compared to the commercial alumina matrix cutting tool with addition of ceramic phases. Under the same machining parameters it was observed that produced Al2O3-Mo and Al2O3-V composites cutting tools are characterized with significantly higher tool life than commercial cutting tool.
Identyfikator pozycji
WUT0523c34c6dc54804802d3f7964419ed1
Rodzaj dyplomu
Praca doktorska
Autor
Kamil Broniszewski Kamil Broniszewski Zakład Materiałów Ceramicznych i Polimerowych (WIM/ZMCP)Wydział Inżynierii Materiałowej (WIM)
Tytuł w języku polskim
Ceramika narzędziowa na osnowie tlenku glinu z udziałem stałych środków smarnychh
Język
(pl) polski
Jednostka dyplomująca
Wydział Inżynierii Materiałowej (WIM)
Dyscyplina nauki
inżynieria materiałowa / dziedzina nauk technicznych / obszar nauk technicznych
Status pracy
Obroniona
Data rozpoczęcia
28-06-2013
Data obrony
19-12-2014
Data nadania stopnia
19-12-2014
Promotor
Paginacja
131
Słowa kluczowe w języku polskim
s
Streszczenie w języku polskim
Wiele rozwijających się dziedzin przemysłu poszukuje coraz to nowszych materiałów konstrukcyjnych czy też narzędziowych. Przede wszystkim uwagę skupiają materiały kompozytowe, które pozwalają na ogromną swobodę w projektowaniu ich mikrostruktury. Wiąże się to z możliwością wytwarzania materiałów kompozytowych o pożądanych właściwościach. Tlenek glinu, ze względu na swoje właściwości oraz niską cenę, jest materiałem powszechnie używanym jako osnowa kompozytów. Od wielu lat stosuje się go jako materiał na narzędzia skrawające. Charakteryzuje się on niską odpornością na szoki termiczne, przez co wykorzystywany jest w obróbce skrawaniem na sucho. W latach 80-tych, gdy koszty cieczy obróbkowych były niezwykle niskie, obróbka skrawaniem na sucho była niechętnie stosowana. W dzisiejszych czasach gdy ochrona środowiska odcisnęła swoje piętno na kosztach cieczy obróbkowych, ma ona szansę stać się znaczącym rodzajem obróbki. Niniejsza praca przedstawia wyniki badań i prób skrawania kompozytowych ostrzy na osnowie korundu z dodatkiem faz metalicznych molibdenu lub wanadu. Jak wszystkie materiały ceramiczne, korund charakteryzuje się niską odpornością na kruche pękanie, co mogłoby prowadzić do wykruszania się ostrzy podczas pracy. Wprowadzone fazy metaliczne podnoszą odporność na kruche pękanie kompozytów oraz zapewniają ostrzu właściwości samosmarujące podczas obróbki skrawaniem na sucho. Aktywowany termicznie proces utleniania faz metalicznych w warstwie przypowierzchniowej ostrza prowadzi do wytworzenia tlenków o strukturze grafitopodobnej (MoO3 oraz V2O5). Wynikiem tego jest obniżenie współczynnika tarcia w strefie kontaktu ostrze-materiał obrabiany. Ze względu na zachodzenie procesu utleniania tylko na powierzchni ostrza, fazy metaliczne mogą nadal spełniać rolę czynnika podwyższającego odporność na kruche pękanie kompozytu w całej jego objętości. Uzyskane czasy życia wytworzonych ostrzy skrawających porównano z ostrzem komercyjnym na osnowie tlenku glinu z dodatkiem faz ceramicznych. Przy takich samych parametrach obróbki zaobserwowano znacznie wyższą trwałość
Plik pracy
  • Plik: 1
    Broniszewski.pdf
Poproś o plik WCAG
Liczba cytowań
2

Jednolity identyfikator zasobu
https://repo.pw.edu.pl/info/phd/WUT0523c34c6dc54804802d3f7964419ed1/
URN
urn:pw-repo:WUT0523c34c6dc54804802d3f7964419ed1

Potwierdzenie
Czy jesteś pewien?
Zgłoszenie uwag dotyczących tej strony