Monografia jest odpowiedzią na obserwowany wzrost zapotrzebowania na nowe materiały spiekane,
w szczególności proszki stopowe i kompozytowe, spowodowany intensywnym rozwojem technologii. Poświęcona jest badaniom nad nowymi proszkami stopowymi na bazie żelaza, które mogłyby zastąpić proszki kobaltu, Next 400 oraz Cobalite CNF – powszechnie wykorzystywane w produkcji kompozytów metaliczno-diamentowych stosowanych do wytwarzania narzędzi, które znajdują zastosowanie w obróbce kamieni naturalnych, asfaltu oraz innych materiałów trudno obrabialnych. Proszki kobaltu, mimo korzystnych właściwości mechanicznych spieków wykonanych przy ich użyciu, są materiałem kosztownym i szkodliwym dla zdrowia (udowodniono kancerogenne i alergizujące działanie kobaltu). Alternatywą wobec nich okazały się nowe proszki otrzymywane metodą mechanochemicznej syntezy tlenków.
W pierwszej części monografii omówiono proces produkcji proszków kobaltu oraz własności spieków
z proszków kobaltu. Szczegółowej charakterystyce poddano zagadnienia dotyczące sposobu wytwarzania komercyjnie dostępnych wysokostopowych proszków Next 400 i Cobalite CNF oraz własności spieków uzyskanych z tych proszków metodą swobodnego spiekania.
W części drugiej zaprezentowano wyniki badań nad zaprojektowaniem i otrzymaniem nowych, łatwo spiekalnych proszków na bazie żelaza. Stwierdzono, że można je konsolidować do gęstości powyżej 94% gęstości względnej metodą swobodnego spiekania w temperaturze poniżej 950℃. Uzyskane spieki charakteryzują się korzystnym połączeniem twardości, granicy plastyczności oraz odpowiedniej plastyczności, spełniając podstawowe kryteria aplikacyjne, sprzyjające wytwarzaniu elementów narzędzi metaliczno-diamentowych metodą swobodnego spiekania. Wykazano, że wytworzenie proszków stopowych nową metodą mechanochemicznej syntezy tlenków eliminuje kosztowną metodę hydrometalurgiczną, generującą szkodliwe dla środowiska naturalnego odpady (sole), stosowaną
w produkcji komercyjnych proszków stopowych.
Zastąpienie kobaltu oraz proszków Next 400 i Cobalite CNF nowymi proszkami może przynieść wymierne korzyści w postaci mniejszych kosztów surowcowych i zwiększonej trwałości eksploatacyjnej narzędzi.
- Contents
-
Podziękowania 5
Streszczenie 7
Abstract 8
1. Wstęp 9
2. Produkcja proszków kobaltu oraz własności spieków kobaltu 15
3. Produkcja proszków stopowych oraz własności spieków na bazie żelaza i miedzi 23
4. Własności proszków stopowych przeznaczonych do swobodnego spiekania 29
5. Wykorzystanie teoretycznych aspektów spiekania swobodnego do projektowania spieków 39
6. Uzasadnienie poszukiwania nowych metod wytwarzania proszków osnowy do produkcji narzędzi metaliczno-diamentowych 48
7. Projektowanie łatwo spiekalnych proszków 51
8. Wytwarzanie i badanie własności proszków 57
8.1. Kształt i wielkość cząstek proszków 62
8.2. Pomiar gęstości nasypowej, gęstości nasypowej z usadem oraz stopnia utlenienia 65
8.3. Rentgenowska analiza fazowa 66
9. Wytwarzanie, własności i mikrostruktura spieków 68
9.1. Pomiar gęstości 70
9.2. Technologiczna próba trójpunktowego zginania i pomiar twardości 71
9.3. Badania fraktograficzne 74
9.4. Spieki o jednofazowej strukturze w temperaturze spiekania 77
9.5. Spieki o wielofazowej strukturze w temperaturze spiekania 84
9.6. Spieki o wielofazowej strukturze z udziałem fazy ciekłej w temperaturze spiekania 90
10. Podsumowanie 95
Literatura 109
