W pracy autorzy opisują wyniki badań skrawalności nanokompozytu umocnionego węglikiem tytanu (TiC). Analizie poddano w szczególności wpływ ilości nanokrystalicznej fazy umacniającej na zmiany wybranych parametrów topografii powierzchni po frezowaniu przy zachowaniu stałych wartości technologicznych parametrów skrawania. SŁOWA KLUCZOWE: SLM, nanokompozyt, TiC, frezowanie, topografia powierzchni frezowanej. The results of studies on machining of nanocomposite reinforced by titanium carbide (TiC)

more »

... ave been described. The influence of the reinforcement phase share on the variability of selected parameters of the surface topography at constant machining parameters was the main subject of the analysis. Materiały nanokompozytowe, w szczególności nanokompozyty w osnowach metalicznych, stanowią obiecującą grupę materiałów, które nierzadko charakteryzują się właściwościami niespotykanymi w klasycznych materiałach i kompozytach [1] . W połączeniu z nowoczesnymi technologiami wytwarzania przyrostowego, pozwalającymi na formowanie ich w relatywnie szybki i mało skomplikowany sposób w praktycznie dowolny kształt geometryczny, pozwala to uznać je za materiały przyszłości. Jednakże oprócz wielu niewątpliwych zalet, mają one również pewne wady, z których najpoważniejszą z punktu widzenia budowy i eksploatacji maszyn jest niewystarczająca dokładność wymiarowo -kształtowa oraz wysoka chropowatość surowych powierzchni. Niedogodności tych można uniknąć stosując dodatkową obróbkę podnoszącą jakość powierzchni części, które tego wymagają. Jedną z form takiej obróbki jest obróbka skrawaniem. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki analizy wpływu zawartości nanokrystalicznej fazy umacniającej w nanokompozycie uformowanym za pomocą technologii SLM (Selective Laser Melting Selektywne Stapianie Laserowe), na parametry struktury geometrycznej powierzchni po frezowaniu. materiały i metody badawcze Analizie poddano trzy zestawy próbek wykonanych w technologii SLM przy użyciu urządzenia MCP HEK RE-ALIZER II wyposażonego w laser światłowodowy o mocy maksymalnej 100W. Próbki wykonano w trzech wariantach bez fazy umacniającej oraz o 5% i 10% udziale objętościowym TiC. Materiał osnowy próbek stanowiła stal AISI 316L, powszechnie stosowana w wytwarzaniu przyrostowym [2-7] której postacią surową był proszek wyprodukowany przez firmę MTT Technologies GmbH. Jako fazę umacniającą wykorzystano nanokrystaliczny węglik tytanu (TiC) o kubicznym kształcie cząstek i rozmiarze 40 nm. Proszek stali 316L łączony był z węglikiem tytanu przy użyciu młyna kulowego, w którym oba substraty mieszane były z prędkością 200 obr/min przez 8 godzin. Wytwarzanie próbek odbywało się przy wykorzystaniu jednakowych dla wszystkich wariantów parametrów technologicznych procesu SLM podanych w tabl. I. TABliCA i. Parametry technologiczne procesu Slm Szybkość skanowania [mm/s] 250 Moc lasera [W] 100 Średnica wiązki lasera [mm] 0,18 Grubość stapianej warstwy [mm] 0,05 Odległość ścieżek lasera [mm] 0,12 Próbki uformowane zostały w kształt prostopadłościanu o podstawie prostokąta o wymiarach 5x70x5mm. Po uformowaniu usunięto wierzchnią, chropowatą warstwę materiału, a następnie przeprowadzono proces frezowania walcowo-czołowego przemieszczając narzędzie równolegle do dłuższego boku próbki, w taki sposób, że oś narzędzia pokrywała się z osią symetrii próbki. Do frezowania wykorzystana została głowica frezarska o średnicy 40mm, wyposażona w płytki XDKT 11T308SR-R50 HCN2235 firmy WNT. Proces obróbki wszystkich próbek przeprowadzono z jednakowymi parametrami technologicznymi, których wartości zamieszczono w tabl. II. TABliCA ii. Parametry technologiczne procesu Slm Prędkość skrawania Vc [m/min] 90 Głębokość skrawania -ap [mm] 0,5 Szerokość skrawania -B [mm] 5 Prędkość posuwu f [mm/ostrze] 0,07 Wyniki Pomiary topografii wykonano za pomocą multisensorycznej maszyny do badań struktury geometrycznej powierzchni AltiSurf A520, firmy Altimet. W wyniku pomiarów zaobserwowano następujące zależności wybranych parametrów topografii powierzchni po frezowaniu od objętościowej zawartości fazy umacniającej w nanokompozycie: