WŁASNOŚCI I STRUKTURA INFILTROWANYCH KOMPOZYTÓW STAL SZYBKOTNĄCA-WĘGLIK WOLFRAMU-MIEDŹ

POWDER METALLURGY Redktor odpowiedzilny: prof. zw. dr inż. STANISŁ AW STOLARZ MARCIN MADEJ JAN LEŻAŃSKI Rudy Metle R53 2008 nr 9 UKD 620.18:661.665.2:669.018.9: :669.15-35 27-194:669.14.018.25 WŁASNOŚCI I STRUKTURA INFILTROWANYCH KOMPOZYTÓW STAL SZYBKOTNĄCA-WĘGLIK WOLFRAMU-MIEDŹ CZĘŚĆ II Przedstwiono wyniki dń w zkresie dni struktury infiltrownych kompozytów stl szykotnąc-węglik wolfrmu- -miedź. Mterił dwczy stnowiły ksztłtki ze stli szykotnącej gtunku M3/2 i stli szykotnącej z dodtkiem 10 i 30 % węglik wolfrmu WC. Porowte ksztłtki przeznczone do infiltrcji prsowno pod ciśnieniem 800 MP, część z nich poddno spiekniu w piecu próżniowym w temperturze 1150 C przez 60 min. Nstępnie porowte ksztłtki spiekne i niespiekne infiltrowno miedzią, metodą nkłdkową w piecu próżniowym w temperturze 1150 C przez 15 minut. Słow kluczowe: stl szykotnąc, węglik wolfrmu, miedź, prsownie, spieknie, infiltrcj, kompozyty, włsności THE PROPERTIES AND STRUCTURE OF INFILTRATED HIGH SPEED STEEL-TUNGSTEN CARBIDE-COPPER COMPOSITES PART II High hrdness, mechnicl strength, het resistnce nd wer resistnce of M3/2 grde high speed steel (HSS) mke it n ttrctive mteril for mnufcture of vlve trin components. In this ppliction, the mteril must exhiit resistnce to oxidtion, high hot strength nd hrdness, nd superior wer resistnce. Metl mtrix composites re usully produced y the infiltrtion technique. Infiltrtion is process tht hs een prcticed for mny yers. It is defined s process of filling the pores of sintered or unsintered compct with metl or lloy of lower melting point. In the prticulr cse of copper infiltrted iron nd steel compcts, the se iron mtrix, or skeleton, is heted in contct with the copper lloy to temperture exceeding the melting point of the copper, normlly to etween 1095 nd 1150 C. Since technologicl nd economicl considertions re eqully importnt, infiltrtion of high-speed steel sed skeleton with liquid cooper hs proved to e suitle technique wherey fully dense mteril is produced t low cost. The im of the present study ws to produce high speed steel-tungsten cride-copper composites, which should hve cceptle density, wer resistnce nd good sliding prosperities. Vrious mounts of WC powder were dded to the HSS powder prior to compction. The following compositions were investigted: 100 % M3/2, M3/2 + 10 % WC nd M3/2 + 30 % WC. The mixtures were prepred y mixing for 30 minutes in the 3-D pendulum motion Turul T2C mixer. Then the powders were cold pressed in rigid cylindricl die t 800 MP. Both green compcts nd pre-sintered compcts (pre-sintering condition: 1150 C in vcuum for Dr inż. Mrcin Mdej, dr h. inż. Jn Leżński, prof. nzw. Akdemi Górniczo-Hutnicz, Wydził Inżynierii Metli i Informtyki Przemysłowej, Ktedr Metloznwstw i Metlurgii Proszków, Krków. Pierwsz część rtykułu zostł opulikown w Rudch Metlch nr 8/2008. 564

60 minutes) were infiltrted with copper. The infiltrtion process ws crried out in vcuum etter thn 10 3 P. Pre- weighed preforms of copper were crefully plced on top of the rigid skeletons in which porosity were predetermined, heted up to 1150 C, susequently held t temperture for 15 minutes, nd cooled down with the furnce to the room temperture. The diltometer ws used to detect some rection in the sintering. The chnges in s pressed, s sintered nd s infiltrted structure re discussed in this work. From the microstructurl oservtions (Figs 3 nd 4) it my e concluded tht the morphologies of cpillries re minly ffected y the mnufcturing route nd powder chrcteristics. It cn e seen tht the microstructure of the M3/2 grde HSS sed composites consists of steel mtrix with finely dispersed crides nd islnds of copper. Figure 5 shows tungsten crides locted within the grins nd on the grin oundries s well. The qulittive EDX nlysis reveled the presence of oth MC type vndium-rich crides nd M 6 C type tungsten nd iron rich crides. The SEM nd EDX nlysis performed on the specimens contining 10 nd 30 % tungsten cride hve reveled the cride phse evenly distriuted within the copper-rich regions. As it is pprent from Fig. 8, WC rects with the surrounding HSS mtrix nd forms tungsten nd iron-rich M 6 C cride grin oundry network. From the microstructurl oservtions nd otined results it my e concluded tht the infiltrtion with copper lmost completely elimintes porosity. Keywords: high speed steel, tungsten cride, copper, pressing, sintering, infiltrtion, composites, properties Wprowdzenie Nowoczesne metody wytwrzni różnych gtunków stli szykotnących i kompozytów n osnowie stli szykotnących oprte są n procesch metlurgii proszków. Kompozyty n osnowie stli szykotnących to mteriły odznczjące się głównie dużą odpornością n zużycie cierne, wynikjącą przede wszystkim z odporności n zużycie cierne stli szykotnącej tworzącej osnowę kompozytów. Przez regulcję liczy i udziłu komponentów orz przez wyór sposou i prmetrów wytwrzni możn wpływć n strukturę i włsności kompozytu, w celu uzyskni mteriłu o regulownych i zróżnicownych włsnościch, w szczególności o wysokiej odporności n zużycie cierne, młym współczynniku trci, wysokich włsnościch wytrzymłościowych i dorym przewodnictwie cieplnym. Wysokie włsności kompozytów n osnowie stli szykotnącej możn osiągnąć przez zstosownie infiltrcji smorzutnej. Infiltrcj smorzutn poleg n wypełniniu kpilr porowtej ksztłtki metlem lu stopem o niższej temperturze topnieni pod dziłniem sił kpilrnych. Produkcj gotowych wyroów metodą infiltrcji skłd się z dwóch stdiów: wytwrzni porowtych ksztłtek o określonych włsnościch orz infiltrcji. Mirą efektywności infiltrcji jest stopień wypełnieni kpilr ksztłtki i związn z tym porowtość końcow. Kpilry porowtego mteriłu to pory ciągłe, czyli pory łączące się ze soą w system kpilrnych knłów przecinjących ksztłtkę. Chrkterystyk kpilr porowtych ksztłtek wynik z geometrycznych cech cząstek proszku: rozkłdu wielkości, ksztłtu i uksztłtowni ich powierzchni orz prmetrów wytwrzni: sposou i ciśnieni prsowni orz wrunków spiekni. N porowtość cłkowitą ksztłtki oprócz porów otwrtych skłdją się tkże pory zmknięte. W przypdku rku rozpuszczlności mteriłu osnowy w infiltrującej cieczy, pory zmknięte nie ulegją wypełnieniu cieczą, dltego wżne jest zmniejszenie ich udziłu w porowtości cłkowitej [1]. Zstosownie miedzi do infiltrcji porowtych ksztłtek ze stli szykotnącej wynik z jej dostępności, skrjnego kąt zwilżni stli przez miedź liskiego zeru orz dorego przewodnictw cieplnego. Nieliczne pulikcje dotyczą zstosowni procesu infiltrcji do wytwrzni kompozytów n osnowie stli szykotnącej [2 5]. Greethm prowdził dni dotyczące wytwrzni kompozytów metodą infiltrcji stopu n osnowie miedzi lu czystej miedzi, do porowtych ksztł- tek ze stli szykotnącej gtunku M3/2 i stli szykotnącej z dodtkiem żelz [2, 3]. Dodtek żelz do proszku stli szykotnącej gtunku M3/2 stosowno w celu oniżeni kosztów wytwrzni tych kompozytów i zwiększeni zgęszczlności w czsie prsowni. Porowte ksztłtki do infiltrcji wytwrzno metodą prsowni pod ciśnieniem 620 MP i spiekni w temperturch: 1120 i 1150 C. Nkłdki do infiltrcji przygotowno ze stopu n osnowie miedzi: Cu-0,9Ni-0,9Mn-5,0Fe-1,3Zn orz z czystej miedzi. Prowdzone dni wykzły tylko nieznczne zminy wymirów ksztłtek w czsie spiekni i infiltrcji. Uzyskne kompozyty n osnowie stli szykotnącej w wyniku infiltrcji w temperturze 1150 C yły prwie pozwione porowtości. Osiągne wyniki dotyczące zstosowni do infiltrcji stopu i czystej miedzi yły zliżone, co pozwoliło wnioskowć o celowości stosowni czystej miedzi do infiltrcji kompozytów n osnowie stli szykotnącej gtunku M3/2. Greethm zproponowł i przeprowdził pierwsze testy dotyczące zstosowni tych kompozytów n gnizd i prowdnice zworów. Bdni Greethm rozwinął Rodrigo H. Plm stosując do wytwrzni porowtych ksztłtek do infiltrcji proszki stli szykotnących gtunku T15 [4]. Porowte ksztłtki do infiltrcji ze stli szykotnącej i stli szykotnącej z dodtkiem proszku grfitu wytwrzno metodą prsowni pod ciśnieniem 800 MP. Infiltrcję prowdzono metodą nkłdkową. Nkłdki do infiltrcji przygotowno ze stopu Cu-3,1Fe-3,5Mo. Optymlną temperturę infiltrcji ustlono n 1150 C, czs infiltrcji n 20 minut. Stosowno piec z tmosferą o skłdzie 90%N 2-10%H 2. W wyniku infiltrcji uzyskno kompozyty o gęstości względnej wynoszącej 95 96 %. Struktur kompozytów skłd się z osnowy ze stli szykotnącej z rozmieszczonymi w niej, rdzo dronymi, węglikmi typu MC i M 6 C orz oszrów stopu miedzi i porów. Ze względu n rodzj zstosownej tmosfery, stwierdzono oecność w mikrostrukturze węglikozotków typu MC 0,3 N 0,7 orz zwiększony udził ustenitu szczątkowego w osnowie stli szykotnącej. Mteriły do dń Do wytwrzni porowtych ksztłtek stosowno: rozpylny wodą proszek stli szykotnącej gtunku M3/2 produkcji firmy POWDREX, spiekny rekcyjnie proszek węglik wolfrmu WC produkcji Huty Bildon orz elektroli- 565

c 40 μm 5 μm Rys. 1. Morfologi cząstek proszku, SEM 5 μm stli szykotnącej gtunku M3/2, węglik wolfrmu WC, c miedzi elektrolitycznej Fig.1. SEM morphology of powder prticles high speed steel M3/2 clss, tungsten crides WC, c electrolytic copper tyczny proszek miedzi gtunku ECu1. Morfologię stosownego proszku stli szykotnącej, węglik wolfrmu orz miedzi przedstwiono n rysunku 1. Włsności stosownych proszków przedstwiono w tlicy 1. Skłd chemiczny proszku stli szykotnącej gtunku M3/2, według certyfiktu nlizy przeprowdzonej przez producent przedstwiono w tlicy 2. Proszek stli szykotnącej odzncz się nieregulrnym ksztłtem cząstek, o względnie głdkiej powierzchni. Proszki o nieregulrnym ksztłcie cząstek, w porównniu do proszków sferoidlnych odznczją się lepszą formowlnością. Strukturę proszku stli szykotnącej gtunku M3/2 przedstwiono n rysunku 2. Cząstki proszku stli szykotnącej gtunku M3/2 mją strukturę złożoną z ferrytu i initu, z wydzielenimi rdzo dronych węglików typu M 6 C i MC w postci W 3 Fe 3 C i V8C 7. Średni mikrotwrdość proszku μhv 0,065 = 284 ±17. Włsności stosownych proszków Properties of the used powders Tlic 1 Tle 1 węgliki typu M 6 C Włsności proszków M3/2 WC Gęstość nsypow, g/cm 3 2,26 2,70 1,60 Gęst ość nsypow z usdem, 3 g/cm 3,13 4,55 1,60 Sypkość, s/50g 38,5 nie sypie s ię nie sypie się Zgęszczlność przy 600MP, g/cm 3 6,08 6,71 6,90 Wielkość cząstek, μm 0 160 0 3 0 40 Cu 10 μm węgliki typu MC Rys. 2. Mikrostruktur cząstek proszku stli szykotnącej gtunku M3, SEM Fig. 2. Microstructure of HSS M3/2 clss powder prticles, SEM Skłd chemiczny stli szykotnącej gtunku M3/2 Chemicl composition of M3/2 HSS powder, wt-% Skłdnik C Cr Co Cu Mn Mo Ni P S Si V W Tlic 2 Tle 2 O % msowe 1,23 4,27 0,39 0,11 0,21 5,12 0,32 0,02 0,02 0,18 3,10 6,22 626 ppm 566

Formownie kompozytów Do dń przygotowno 3 rodzje miesznek proszków, które wykorzystno do wytwrzni porowtych ksztłtek do infiltrcji: 1 100 % M3/2 oznczone w dlszej części jko M, 2 M3/2+10 % WC oznczone w dlszej części jko M10WC, 3 M3/2+30 % WC oznczone w dlszej części jko M30WC. Zwrtości skłdników przedstwiono w procentch msowych. Miesznie proszków przeprowdzono w mieszlniku dwustożkowym przez 60 min. Prędkość orotow mieszlnik wynosił ok. 60 or/min. Porowte ksztłtki do infiltrcji wytwrzno dwom sposomi, czyli metodą prsowni lu prsowni i spiekni. Porowte wyprski Prsownie ksztłtek prostopdłościennych o wymirch ok. 40 5 5 mm prowdzono w temperturze pokojowej, w sztywnej mtrycy przy jednostronnym dziłniu stempl, ez środk poślizgowego. Do prsowni stosowno prsę hydruliczną typu ZIM. Msę proszku dorno tk, y uzyskć wyprski o ojętości ok. 1 cm 3. Stosowno ciśnienie prsowni, wynoszące 800 MP. Porowte spieki Część wyprsek poddno spiekniu w piecu próżniowym, stosowno nst ępujące prmetry spiekni: szykość ngrzewni 17,5 /min, tempertur wygrzewni 950 C, czs wygrzewni 30 min, tempertur spiekni 1150 C, czs spiekni 60 min, ciśnienie próżni poniżej 10 2 P, chłodzenie próek prow dzono wrz z piecem. Szykość chłodzeni ył zmienn w czsie. Oliczon średni szykość chłodzeni w przedzile tempertur 1150 20 C wynosił ok. 4 /min. Przygotownie nkłdek do infiltrcji Nkłd ki do infiltrcji z miedzi przygotow no n podyprsek stwie pomirów gęstości metodą geometryczną w i spieków. Przygotowne nwżki proszku miedzi, prsowno przy ciśnieniu 300 MP, nstępnie redukowno w wodorze w temperturze 800 C przez 30 min. Ksztłt nkłdek odpowidł ksztłtowi i wielkości porowtych ksztłtek przeznczonych do infiltrcji. Przeieg i prmetry procesu infiltrcji Infiltrcję prowdzono metodą nkłdkową. Stosowno nstępujące prmetry procesu infiltrcji: szykość ngrzewni do infiltrcji 17,5 /min, tempertur infiltrcji 1150 C, czs infiltrcji 15 min, ciśnienie próżni poniżej 10 2 P, chłodzenie próek prowdzono wrz z piecem. Morfologi kpilr w porowtych w yprskch i spiekch Morfologi kpilr w porowtych ksztłtkch jest jedprzeieg in- nym z czynników, mjących istotny wpływ n filtrcji. W celu określeni morfologii kpilr w wypr- i spiekch wykonno oserwcje ich przełomów. skch Morfologię kpilr przedstwiono n rysunkch 3 5. Kpilry stnowią lirynt knlików o złożonym ksztłcie orz zmiennej geometrii przekroju n swojej długości. Głównym czynnikiem decydującym o morfologii kpilr wyprsek i spieków jest nieregulrny ksztłt orz sze- roki zkres wielkości cząstek stosownego proszku stli szykotnącej M. Dodtkowe zminy morfologii i wielkości kpilr możn uzyskć w porowtych ksztłtkch przeznczonych do infiltrcji w wyniku zstosowni dodtków innych proszków do proszku stli szykotnącej orz zstosowni spiekni wyprsek. Z oserwcji przełomów wyprsek wynik, że są one pozwione mostków formujących się podczs prsowni, które utrudniją przeieg infiltrcji. Głównym czynnikiem decydującym o wielkości i morfologii kpilr w wyprskch jest szeroki zkres wielkości cząstek orz nieregulrny ksztłt stosownego proszku stli szykotnącej gtunku M3/2 orz wielkość ich porowtości (rys. 3). Cząstki Rys. 3. Morfologi kpilr n przełomch porowtych ksztłtek z proszku M wyprsk, spiek, SEM Fig. 3. The morphologies of cpillries in M3/2 grde HSS green compct, pre-sintered skeleton, SEM 567

Rys. 4. Morfologi kpilr n przełomch porowtych ksztłtek z miesznki M10WC wyprsk, spiek, SEM Fig. 4. The morphologies of cpillries in M3/2 grde HSS with dditions of 10 % WC green compct, pre-sintered skeleton, SEM Rys. 5. Morfologi kpilr n przełomch porowtych ksztłtek z miesznki M30WC wyprsk, spiek, SEM Fig. 5. The morphologies of cpillries in M3/2 grde HSS with dditions of 30 % WC green compct, pre-sintered skeleton, SEM Rys. 6. Mikrostruktur infiltrownych miedzią kompozytów M infiltrown wyprsk, infiltrowny spiek Fig. 6. Microstructures of M composites green compct infiltrted with copper, pre-sintered skeleton infiltrted with copper proszku stli M3/2 (rys. 1) odznczją się nieregulrnym ksztłtem orz głdką powierzchnią, są prwie pozwione chropowtości. Dodtek 10 i 30 % węglik wolfrmu WC powoduje zmniejszenie wymirów kpilr wyprsek M10WC orz M30WC (rys. 4 i 5), co wynik z równomiernego rozmieszczeni dodtku proszku węglik wolfrmu w przestrzenich między cząstkmi proszku stli szykotnącej orz zwiększenie chropowtości powierzchni kpilr i ich krętości. Kpilry w tych ksztłtkch są rozmieszczone rdziej równomiernie w porównniu do ksztłtek ez do- się też mniejszym dtku węglik wolfrmu, chrkteryzują zróżnicowniem ich wielkości. Spieknie wyprsek w temperturze 1150 C wywołuje rdzo istotne zminy morfologii kpilr w ksztłtkch ze stli M, n powierzchni cząstek proszku wydzieliły się drone węgliki, powodując znczne zwiększenie chropowtości powierzchni kpilr (rys. 3). Spieknie ksztłtek ze stli M z dodtkiem 10 i 30 % węglik WC powoduje 568

Rys. 7. Mikrostruktur infiltrownych miedzią kompozytów M10WC infiltrown wyprsk, infiltrowny spiek Fig. 7. Microstructures of M10WC composites green compct infiltrted with copper, pre-sintered skeleton infiltrted with copper Rys. 8. Mikrostruktur infiltrownych miedzią kompozytów M30WC infiltrown wyprsk, infiltrowny spiek Fig. 8. Microstructures of M30WC composites green compct infiltrted with copper, pre-sintered skeleton infiltrted with copper Rys. 9. Przełomy infiltrownych miedzią kompozytów M infiltrown wyprsk, infiltrowny spiek, SEM Fig 9. Ductile frcture of M composites green compct infiltrted with copper, pre-sintered skeleton infiltrted with copper Mikrostruktur infiltrownych kompozytów Wyrne chrkterystyczne przykłdy mikrostruktur infil- zmniejszenie chropowtości i zróżnicowni wielkości ich kpilr w porównniu do wyprsek z miesznek tych proszków (rys. 4 i 5). Cząstki proszku stli szykotnącej w spiekch z dodtkiem 30 % WC pokryte są wrstwą węgli- k M 6 C z rozmieszczonymi wewnątrz nierozpuszczonymi węglikmi WC (rys. 5). trownych kompozytów przedstwiono n rysunkch 6 8. N rysunkch 9 i 10 zmieszczono mikrofotogrfie przełomów infiltrownych kompozytów. Schemt rozmieszczeni pierwistków przedstwiono n rysunkch 11 13. Rentgenowską nlizę fzową wykonno dl wyrnych kompozytów n osnowie stli szykotnącej, ze szcze- gólnym uwzględnieniem zmin zchodzących w kompozy- tch wytwrznych przez infiltrcję miedzi do wyprsek lu spieków. 569

Rys. 10. Przełomy infiltrownych miedzią kompozytów M30WC infiltrown wyprsk, infiltrowny spiek, SEM Fig 10. Ductile frcture of M30WC composites green compct infiltrted with copper, pre-sintered skeleton infiltrted with copper 10 μm 10 μm Rys. 11. Mikrostruktur infiltrownych miedzią kompozytów z wyprsek i spieków M infiltrown wyprsk, infiltrowny spiek, SEM Fig. 11. The microstructure of s infiltrted high speed steel sed composites green compct infiltrted with copper, pre-sintered skeleton infiltrted with copper Rys. 12. Mikrostruktur oszru osnowy infiltrownego kompozytu ze spieku M orz wyniki punktowej mikronlizy rentgenowskiej 1 węglik typu M 6 C, 2 węglik typu MC, 3 oszr osnowy stli szykotnącej Fig. 12. SEM microstructure of sintered nd infiltrted M3/2 mteril nd point distriutions of elements on 1 M 6 C crides res, 2 MC crides res, 3 HSS mtrix 570

Rys. 13. Mikrostruktur infiltrownego kompozytu z wyprski M30WC orz wyniki punktowej mikronlizy rentgenowskiej 1 oszr węglik typu M 6 C, 2 węglik wolfrmu WC, 3 oszr miedzi, 4 oszr osnowy stli szykotnącej Fig. 13. SEM microstructure of pressed nd infiltrted M3/2+30 % WC mteril nd point distriutions of elements on 1 M 6 C crides res, 2 WC crides res, 3 copper res, 4 HSS mtrix N rysunkch 14 16 przedstwiono wyniki rentgenowskich nliz fzowych wyrnych kompozytów. Mikrostruktur infiltrownych miedzią kompozytów z wyprsek i spieków M (rys 6 i ) skłd się z dronych zirn stli szykotnącej orz miedzi, któr wypełnił oszry między yłymi cząstkmi proszku stli. Struktur zirn stli szykotnącej poddnej infiltrcji skłd się z produktów ezdyfuzyjnej przeminy ustenitu z wydzielonymi wewnątrz dronozirnistymi węglikmi typu M 6 C i MC. Z rentgenowskiej nlizy fzowej infiltrownych kompozytów z wyprsek (rys. 14) i spieków (rys. 15) M wynik, że osnow stli szykotnącej skłd się z mrtenzytu oznczonego jko Fe α orz ustenitu szczątkowego oznczonego jko Fe γ. N podstwie rentgenowskiej nlizy fzowej stwierdzono, że węgliki typu M 6 C to złożony węglik Fe 3 W 3 C zwierjący w swoim skłdzie chemicznym oprócz żelz i wolfrmu tkże wnd, chrom i moliden, ntomist węgliki typu MC to węglik V 8 C 7, zwierjący rozpuszczony wolfrm, żelzo i chrom. Węgliki są rozmieszczone równomiernie w osnowie stli szykotnącej i chrkteryzują się zokrąglonym ksztłtem (rys. 11 i ). Spieknie porowtych ksztłtek przeznczonych do infiltrcji powoduje nieznczne zwiększenie wymiru węglików, ntomist nie wpływ wyrźnie n ich ksztłt. Zwiększenie wielkości węglików, zwłszcz typu M 6 C jest wynikiem procesu ich kogulcji w czsie spiekni w temperturze 1150 C przez 1 godz. Skłd chemiczny węglików typu M 6 C, przedstwionego n rysunku 12 nie odieg od dnych literturowych odnośnie do skłdu chemicznego tych węglików w spieknych stlch szykotnących [6]. Oszry miedzi w infiltrownych kompozytch ze spieków M odznczją się zokrąglonym ksztłtem w porównniu do infiltrownych 571

Rys. 14. Rentgenowsk nliz fzow infiltrownego kompozytu z wyprski M Fig. 14. XRD spectrum of M3 green compct infiltrted with copper Rys. 15. Rentgenowsk nliz fzow infiltrownego kompozytu ze spieku M Fig. 15. XRD spectrum of M3 pre-sintered skeleton infiltrted with copper Rys. 16. Zestwienie krzywych intensywności promieniowni infiltrownych kompozytów z wyprski i spieku M30WC Fig. 16. The comintion of XRD spectrum of M3+30 % WC green compct nd pre-sintered skeleton infiltrted with copper kompozytów z wyprsek, gdyż proces spiekni powoduje wygłdzenie powierzchni kpilr orz ich zokrąglenie [5]. Oserwcje mikroskopowe grnicy międzyfzowej stl szykotnąc-miedź z pomocą mikroskopu świetlnego (rys. 7 i 8) orz mikroskopu skningowego (rys. 11) nie wykzły oecności wrstwy dyfuzyjnej. Potwierdzeniem rku dyfuzji miedzi do stli i skłdników ze stli do miedzi jest przedstwion rysunku 12 mikronliz rentgenowsk osnowy stli szykotnącej. Mikrostruktur infiltrownych kompozytów z wyprsek i spieków M10WC orz M30WC (rys. 7 i 8) skłd się z zirn stli szykotnącej, węglik wolfrmu WC, miedzi orz węglik typu M 6 C, który powstje w wyniku rozpuszczni dodtku węglik wolfrmu i rekcji z osnową stli szykotnącej. Dodtek węglik wolfrmu jest rozmieszczony nierównomiernie w mikrostrukturze kompozytów, co może wynikć ze skłonności proszku węglik wolfrmu do tworzeni trwłych glomertów, które nie ulegją rozpdowi w czsie mieszni proszków. Część dodtku węglik wolfrmu rozpuszcz się w czsie ngrzewni do tempertury infiltrcji w zkresie tempertur 1123 1150 C i reguje z osnową stli szykotnącej tworząc węgliki typu M 6 C o złożonym skłdzie chemicznym (rys. 13). Porównując wyniki dń rentgenowskiej nlizy fzowej infiltrownego kompozytu z wyprski M30WC (rys. 16) do infiltrownego kompozytu z wyprski M możn stwierdzić, że zwiększ się zncząco intensywność pików od węglik zidentyfikownego jko Fe 3 W 3 C orz występują piki od węglik wolfrmu WC. Mikrostruktur zirn stli szykotnącej skłd się z produktów ezdyfuzyjnej przeminy ustenitu orz rozmieszczonych równomiernie pierwotnych węglików typu MC orz M 6 C (rys. 13 i 16). Miedź infiltruje w przestrzenie między zirnmi stli szykotnącej orz do kpilr w oszrze dodtku węglik. Spieknie porowtych ksztłtek M10WC orz M30WC powoduje zwiększenie zwrtości węglik Fe 3 W 3 C w mikrostrukturze infiltrownych kompozytów. Powstły w wyniku rozpuszczni dodtku węglik wolfrmu WC i rekcji z osnową stli szykotnącej węglik Fe 3 W 3 C otcz oszry cząstek węglik wolfrmu. Wyniki punktowej mikronlizy rentgenowskiej węglik Fe 3 W 3 C potwierdziły, że węglik Fe 3 W 3 C m identyczny skłd chemiczny w infiltrownych kompozytch ze spieków i wyprsek M30WC. Porównując dni skłdu chemicznego osnowy stli szykotnącej w infiltrownych kompozytch ze spieku M orz infiltrownych kompozytów ze spieków M30WC możn stwierzwrtości pierwistków dzić, że nstępuje zmniejszenie stopowych w osnowie stli szykotnącej w kompozytch z dodtkiem 30 %WC, które dyfundują w kierunku grnicy kontktowej stl szykotnąc-węglik wolfrmu WC. Wynidnych literturowych, ki te znjdują odzwierciedlenie w dotyczących spiekni stli szykotnących z dodtkmi węglików [7 9]. Miedź infiltruje do kpilr w oszrch dodtku węglik wolfrmu WC, co potwierdzono z pomo- cą liniowej nlizy rentgenowskiej (rys. 16). Podsumownie Mikrostruktur infiltrownych kompozytów z wyprsek i spieków M skłd się z zirn stli szykotnącej, z rozmieszczonymi wewnątrz węglikmi typu M 6 C i MC orz oszrów miedzi. Mikrostruktur infiltrownych kompozytów z wyprsek i spieków M10WC orz M30WC skłd się z zirn stli szykotnącej, z rozmieszczonymi wewnątrz węglikmi typu M 6 C i MC, węglik wolfrmu WC, zirn miedzi orz węglik typu M 6 C o złożonym skłdzie chemicznym, który powstje w wyniku rozpuszczni dodtku węglik wolfrmu i rekcji z osnową zirn stli szykotnącej. 572

Litertur 1. Greethm G.: Mechniclly locked sintered vlve set inserts. Metl Powder Report, t. 44, nr 2, s. 34. 2. Greethm G.: Development nd performnce of infiltrted nd non-infiltrted vlve set insert mterils nd their performnce. Powder Metllurgy, 1990, t. 33, nr 3, s. 112 124. 3. Plm R. H.: Tempering response of copper lloy infiltrted T15 high speed steel. The Interntionl Journl of Powder Metllurgy, 2001, t. 37, nr 5, s. 29 35. 4. Ighro M., Wood J. V.: Effect on consolidtion prmeters on properties of sintered high speed steels. Powder Metllurgy, 1990, t. 33 nr 1, s. 70 76. 5. Leżński J.: Infiltrcj cieczy w porowtych mteriłch metlowych. Zesz. Nuk. AGH, Metlurgi i Odlewnictwo, Krków 1988, nr 118. 6. Hoyle: High Speed Steels. Butterworth & Co. Pulishers. Cmridge 1998. 7. Torrl J. M., Gordo E.: PM high speed steel mtrix composites. Stte of the rt. Powder Metllurgy Progress, 2002, t. 2, nr 1, s. 1 9. 8. Oliveir M. M.: High-speed steels nd high-speed steels sed composites. Interntionl Journl of Mterils nd Product Technology, 2000, t. 15, nr 3 5, s. 231 251. 9. Lou D., Hellmn J., Luhulim D., Liimtinen J., Lindros V. K.: Interctions etween tungsten cride (WC) prticultes nd metl mtrix in WC-reinforced composites. Mterils Science nd Engineering, 2003, A 340, s. 155 162. Prce wykonno w rmch dń sttutowych nr 11.11..110.788. Sprostowniew W numerze 7/2008 r. czsopism Rudy i Metle Nieżelzne w rtykule pt.: Bdni wstępne możliwości zgrzewni w trciowego kompozytu wolfrmowego ze stlą (stron 436), podno mylnie tytuł nukowy Pn Andrzej Skiickiego orz siedzię Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego. l Prwidłowo ł m yć: Dr inż. Andrzej Skiicki, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, z Bydgoszcz. Redkcj ZAPRASZAMY DO REKLAMOWANIA SWOICH WYROBÓW NA NASZY CH ŁAMACHŁ Redkcj RUDY I METALE NIEŻELAZNE przyjmuje odpłtnie wszelkie ogłoszeni i informcje n temt górniczo-hutniczego przemysłu metli nieżelznych orz innych podmiotów gospodrki zinteresownych produkcją i hndlem wyromi z metli nie- i żelznych, tkże o orgnizowniu nrd, sympozjów zjzdów. Podjemy nsz dres: Redkcj czsopism Rudy i Metle Nieżelzne, 40-019 Ktowice ul. Krsińskiego 13, skr. poczt. 221, tel./fx 032 / 256-17-77 573