Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 10

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The article is devoted to the assessment of the geometrical structure of the surface as well as the mechanical and tribological properties of the surface layers obtained in the process of ion implantation. The titanium alloy Ti6Al4V used in biotribological systems was implanted with nitrogen and argon ions. Investigations of the geometrical structure of the surface before and after the tribological tests were carried out using confocal microscopy. The hardness of the tested materials was determined by the instrumental indentation method using a Vickers indenter. A nanotribometer was used for tribological tests. The tests were carried out in a reciprocating motion under conditions of technically dry friction and friction with the lubrication of Ringer's solution. SEM scanning microscopy was used to determine the width of the wear pattern and the wear mechanism. The conducted research showed that the hardness of the tested materials increased as a result of ion implantation. The tribological tests showed that the use of ion implantation improves the tribological properties, and the dominant wear mechanism was abrasive wear.
PL
Artykuł poświęcony jest ocenie struktury geometrycznej powierzchni oraz właściwości mechanicznych i tribologicznych warstw wierzchnich uzyskiwanych w procesie implantacji jonowej. Stop tytanu Ti6Al4V stosowany systemach biotribologicznych implantowano jonami azotu i argonu. Badania struktury geometrycznej powierzchni przed i po testach tribologicznych przeprowadzano przy użyciu mikroskopii konfokalnej. Twardość badanych materiałów wyznaczano metodą instrumentalnej indentacji przy zastosowaniu wgłębnika Vickersa. Do testów tribologicznych wykorzystano nanotribometr. Badania realizowano w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Mikroskopię skaningową SEM wykorzystano do określenia szerokości śladu wytarcia oraz mechanizmu zużywania. Przeprowadzone badania wykazały, że w wyniku implantacji jonowej nastąpił wzrost twardości badanych materiałów. Testy tribologiczne wskazały, że zastosowanie implantacji jonowej wpływa na poprawę właściwości tribologicznych, a dominującym mechanizmem zużywania było zużycie ścierne.
EN
The paper reports the study of a-C: H and a-C:H:Si diamond-like carbon coatings obtained in plasma-assisted chemical vapour deposition processes PACVD. The influence of the coatings on tribological properties of tribopairs under dry friction and in lubrication with synthetic oil PAO-8 and selected ionic liquid was evaluated. To perform the analysis, 100Cr6 steel samples uncoated and coated with a-C:H and a-C:H:Si were compared. Surface topography studies were performed using an atomic force microscope. Using SEM with an EDS analyser, the surface morphology of the coatings was observed, and the elements contained in the coatings were identified. Tribotests were carried out in a ball-on-disc tribotester under dry friction and with lubricants. The characteristics of the texture of the samples before and after the tribotests were determined using a confocal microscope in an interferometric mode. The test results showed that the tribo-pairs with a-C:H in lubrication with ionic liquid had the best tribological characteristics, i.e., the lowest coefficient of sliding friction.
PL
Artykuł dotyczy badań powłok diamentopodobnych typu a-C:H oraz domieszkowanych krzemem a-C:H:Si uzyskiwanych w procesach chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganych plazmą PACVD. Poddano ocenie wpływ powłok na właściwości tribologiczne węzłów tarcia w warunkach tarcia technicznie suchego oraz smarowania olejem syntetycznym PAO-8 i cieczą jonową bis(trifluorometylosulfonylo) amidem triheksylotetradecylofosfoniowym. W celu przeprowadzenia analizy porównano próbki ze stali 100Cr6 oraz pokryte diamond-like carbon coating typu a-C:H oraz a-C:H:Si. Badania topografii powierzchni wykonano na mikroskopie sił atomowych. Obserwacje morfologii powierzchni i identyfikację pierwiastków przeprowadzono przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z analizatorem EDS. Badania tribologiczne przeprowadzono na tribotesterze pracującym w skojarzeniu kula–tarcza w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia z zastosowaniem substancji smarowych. Charakterystykę struktury geometrycznej próbek przed oraz po badaniach tribologicznych wykonano mikroskopem konfokalnym z trybem interferometrycznym. Wyniki badań wskazały, że najlepszymi charakterystykami tribologicznymi – najmniejszym współczynnikiem tarcia w ruchu ślizgowym charakteryzowały się pary trące z diamond-like carbon coating typu a-C:H w warunkach smarowania cieczą jonową.
EN
The article presents the analysis of the influence of ion implantation on the properties of titanium alloy used in biotribological systems. The object of the study was the titanium alloy Ti6Al4V implanted with nitrogen ions. Tribological model tests were carried out in combination with a sphere with Al2O3 – a Ti6Al4V alloy disc implanted with N+ ions. Experimental friction tests were carried out on pin-on-disc testers in conditions of technically dry conditions and in conditions of lubrication with the Ringer’s solution. The tests on the TRB tester were carried out in a swinging motion, while on the T-01 tester in a sliding movement. Friction coefficient and wear were determined for all tests. Surface morphology testing and chemical composition analyses were performed using the Jeol JSM-7100F scanning electron microscope, equipped with an EDS microanalyzer. Surface geometry measurements prior to and after tribological tests were performed on a Taylor Hobson’s Talysurf CCI contactless optical profilometer. The optical tensiometer was used to determine the contact angles with demineralized water and Ringer’s solution. The tribological tests of the titanium alloy Ti6Al4V lead to the conclusion that implantation of N+ ions results in better tribological properties of the alloy. The best tribological characteristics were obtained for a titanium alloy implanted with nitrogen ions under technically dry friction conditions. The influence of the tribological system on Ringer’s fluid influenced the reduction of coefficients of friction in the oscillating movement (Tribometer TRB) and sliding motion (Tester T-01M). In the case of a oscillating movement, higher wear of the tested friction pair was observed under friction conditions with the Ringer solution lubrication.
PL
W artykule przedstawiono analizę wpływu implantacji jonowej na właściwości stopu tytanu stosowanego w systemach biotribologicznych. Przedmiotem badań był stop tytanu Ti6Al4V implantowany jonami azotu N+. Tribologiczne badania modelowe przeprowadzono w skojarzeniu kula z Al2O3–tarcza ze stopu Ti6Al4V implantowana jonami azotu. Eksperymentalne testy tarciowe zrealizowano na testerach typu pin-on-disc w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Badania na testerze TRB przeprowadzono w ruchu wahadłowym, natomiast na testerze T-01 w ruchu ślizgowym. Dla wszystkich testów określono współczynnik tarcia oraz zużycie. Przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej SEM wraz z analizą składu chemicznego EDS oraz profilometrii interferometrycznej obserwowano morfologię oraz topografię powierzchni badanych próbek przed i po testach tribologicznych. Tensjometr optyczny posłużył do wyznaczenia kątów zwilżania wodą demineralizowaną oraz roztworem Ringera. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na stwierdzenie, że zastosowanie implantacji jonowej istotnie poprawia właściwości tribologiczne stopu tytanu zarówno w warunkach tarcia technicznie suchego, jak i w warunkach smarowania roztworem Ringera. Najlepsze charakterystyki tribologiczne uzyskano dla stopu tytanu implantowanego jonami azotu w warunkach tarcia technicznie suchego. Oddziaływanie systemu tribologicznego z płynem Ringera wpłynęło na zmniejszenie współczynników tarcia w ruchu wahadłowym (Tribometr TRB) i ślizgowym (Tester T-01M). W przypadku ruchu wahadłowego większe zużycie badanych par trących zaobserwowano w warunkach tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera.
EN
The paper presents the results of tests of the wear of cutting tools following the process of facing with lubrication with cutting fluids. The tests were carried out on a CNC lathe with the use of two cutting fluids: one based on mineral oil and the other containing zinc aspartate. After machining, the tool wear was measured using a stereoscopic inspection microscope. Observation of surface morphology and identification of elements was performed using a scanning electron microscope with a EDS analyser. Measurements of the geometric structure of the surface of turned elements were performed using an optical profilometer. The non-toxic coolant with zinc aspartate used in the tests resulted in the formation of surface layers enriched with zinc compounds, which directly translated into the improvement of technological quality of the workpiece.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań zużycia narzędzi skrawających po procesie toczenia poprzecznego ze smarowaniem cieczami obróbkowymi. Badania wykonano na tokarce sterowanej numerycznie z zastosowaniem dwóch cieczy chłodząco-smarujących na bazie oleju mineralnego oraz zawierającej asparaginian cynku. Po obróbce zmierzono zużycie narzędzi za pomocą stereoskopowego mikroskopu inspekcyjnego. Obserwacje morfologii powierzchni i identyfikację pierwiastków przeprowadzono przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z analizatorem EDS. Pomiary struktury geometrycznej powierzchni elementów toczonych wykonano profilometrem optycznym. Zastosowane w badaniach nietoksyczne chłodziwo z asparaginianem cynku spowodowało powstanie warstw wierzchnich wzbogaconych w związki cynku, co bezpośrednio przełożyło się na poprawę jakości technologicznej detalu.
EN
The paper discusses the results of experimental research on DLC type diamond coating a-C:H obtained by the technique of physical vapour deposition from PVD on titanium alloy Ti13Nb13Zr. Calotest and an optical microscope were used to determine the thickness of the obtained coating. The nano-hardness of uncoated and with a-C:H coating was determined by the indentation method using a Berkovich indenter. The geometric structure of the surface before and after tribological tests was assessed using a confocal microscope with an interferometric mode. Tests of the resistance of test materials to tribological wear were performed on a tribometer in reciprocating motion under technically dry friction, and friction with lubrication with an artificial blood solution and Ringer’s solution. Tests carried out for the combination of a 6 mm diameter Al2O3 ball-Ti13Nb13Zr titanium alloy disc without and with the DLC coating applied. The results obtained during the tests showed that the use of the DLC coating increases the hardness five times and reduces the friction. In the case of technically dry friction, the coefficient of friction decreased by 70%, the solution of artificial blood by 50%, and in the case of Ringer’s solution by 90%, in comparison with the results obtained for the Ti13Nb13Zr alloy.
PL
W pracy omówiono wyniki eksperymentalnych badań powłoki diamentopodobnej DLC typu a-C:H otrzymywanej techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na stopie tytanu Ti13Nb13Zr. Do określenia grubości otrzymanych powłoki posłużył kulotester oraz mikroskop optyczny. Nanotwardość elementów bez powłoki oraz z powłoką a-C:H wyznaczono metodą indentacyjną przy użyciu wgłębnika Berkovicha. Strukturę geometryczną powierzchni przed i po testach tribologicznych oceniano za pomocą mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym. Badania odporności materiałów testowych na zużycie tribologiczne przeprowadzono na tribometrze w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem roztworem sztucznej krwi i roztworem Ringera. Obecność płynu miała na celu symulowanie naturalnych warunków tribologicznych występujących w ciele człowieka. Testy zrealizowano dla skojarzenia: kulka z Al2O3 – tarcza ze stopu tytanu Ti13Nb13Zr bez oraz z naniesioną powłoką DLC. Otrzymane wyniki badań wskazały, że zastosowanie powłoki DLC spowodowało 5-krotne zwiększenie twardości oraz zmniejszenie oporów ruchu par trących we wszystkich zastosowanych warunkach tarcia. W przypadku tarcia technicznie suchego wartość współczynnika tarcia zmniejszyła się o 70%, roztworu sztucznej krwi o 50%, a w przypadku roztworu Ringera o 90% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla stopu Ti13Nb13Zr. Wyniki uzyskane podczas badań stanowią źródło wiedzy na temat stopu Ti13Nb13Zr, powłok diamentopodobnych oraz ich potencjalnego zastosowania w systemach biotribologicznych.
PL
Celem niniejszej pracy była ocena zużycia biomateriałów tytanowych stosowanych na elementy endoprotezy stawu biodrowego. Materiałem do badań były próbki z tytanu i jego stopów: Ti grade 4, Ti6Al7Nb i Ti13Nb13Zr. Modelowe badania tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego, tarcia ze smarowaniem roztworem sztucznej krwi oraz roztworem Ringera. Przeciwpróbką w badanych węzłach tarcia była kulka z Al2O3 o średnicy 6 mm. Za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej obserwowano ślady wytarcia po testach tribologicznych. Mikroskop konfokalny z trybem interferometrycznym posłużył do oceny zużycia powierzchni próbek i przeciwpróbek. Najmniejsze współczynniki tarcia spośród wszystkich badanych skojarzeń materiałowych uzyskano dla skojarzenia materiałowego– stop Ti13Nb13Zr-Al2O3. Analiza SEM wykazała, że w wyniku procesu zużywania generowane były liczne rysy i bruzdy. Powstały one na skutek przemieszczania się luźnych produktów zużycia w obszarze wytarcia. Dla wszystkich badanych materiałów zaobserwowano spiętrzenie obrzeży krawędzi śladów wytarcia świadczące o ściernym mechanizmie zużycia. Podczas testów tarciowych badanych skojarzeń materiałowych najbardziej zużywającym się materiałem była tytanowa tarcza. W przypadku stopów Ti6Al7Nb oraz Ti13Nb13Zr zarejestrowano porównywalne zużycie bez względu na warunki prowadzenia testów (TDF, AB, RS). Analiza otrzymanych wyników badań tribologicznych wykazała, że skojarzeniem, dla którego zarejestrowano najmniejsze zużycie pary trącej (próbki i przeciwpróbki), było skojarzenie materiałowe Ti6Al7Nb-Al2O3.
EN
The aim of this study was to evaluate the wear and tear of titanium biomaterials used for hip endoprosthesis. The test materials were samples of titanium and its alloys: Ti grade 4, Ti6Al7Nb and Ti13Nb13Zr. Model tribological tests were carried out in reciprocal motion under conditions of technically dry friction, friction with lubrication provided by an artificial blood solution and Ringer's solution. A 6 mm in diameter Al2O3 ball was used as a counter-sample in the friction pairs. After tribological tests, traces of wear were inspected using scanning electron microscopy. A confocal microscope with interferometric mode was used to evaluate the wear of the surface of samples and counter-samples. The lowest friction coefficients among all the material associations were obtained for the Ti13Nb13Zr-Al2O3 alloy. SEM analysis has shown that as a result of the wear process, numerous scratches and grooves were generated. They were created as a result of loose products of wear moving around in the friction area. For all tested materials, a pile-up of the wear edges was observed, which indicates an abrasive wear mechanism. During the friction tests of the tested material associations, the titanium disc proved to be the most wearing material. For Ti6Al7Nb and Ti13Nb13Zr alloys, comparable wear was recorded regardless of the test conditions (TDF, AB, RS). The analysis of the obtained tribological results showed that the material association for which the lowest wear of friction pair (sample and countersample) recorded was Ti6Al7Nb-Al2O3.
EN
Machining fluids are commonly used in a wide range of machining application. In this paper numerous functions of these fluids and ways of increasing their effectiveness during machining were presented. The effect of different types of machining fluids on the roughness of the machined surface were also compared.
PL
W szeroko rozumianej obróbce skrawaniem powszechnie używane są płyny obróbkowe. W artykule przedstawiono liczne funkcje tych płynów oraz sposoby zwiększania efektywności ich oddziaływania podczas obróbki. Porównano także efekty zastosowania różnych rodzajów płynów obróbkowych w aspekcie chropowatości obrabianej powierzchni.
EN
The aim of the research was to determine the effect of coolant on the wear of tools made of cemented carbides without a coating and with a diamond-like coating DLC type a-C:H and the quality of workpiece surface. The a-C:H coating was obtained by plasma-assisted chemical vapour deposition PACVD. Identification of the elements included in the cutting tool before and after turning was performed using a scanning electron microscope equipped with an EDS X-ray microanalyser. The face turning was carried out using a numerically controlled lathe. Turning were made without using cutting fluid (“dry”) and using a non-toxic cutting fluid containing zinc aspartate. After turning, the wear of cutting tools was measured using a stereoscopic inspection microscope, and the surface texture of the workpieces was examined with an optical profilometer. The research discussed in this article contributed to the development of production thanks to the comparison of materials used for cutting tools for metalworking, as well as in the search for more and more durable cutting tools for extending durability of cutting tools, improving the quality of treated surfaces and reducing machining costs. During the machining process with the cutting fluid aspartate, layers of zinc compounds were formed, which reduced the coefficient of friction and tool wear.
PL
W artykule przedstawiono realizację i wyniki badań, których celem było określenie wpływu chłodziwa na zużycie narzędzi z węglików spiekanych bez powłoki oraz narzędzi z węglików spiekanych z naniesioną powłoką diamentopodobną DLC typu a-C:H. Oceniono również jakość obrobionej powierzchni detalu. Powłokę a-C:H uzyskano techniką chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmą PACVD. Identyfikację pierwiastków wchodzących w skład narzędzi przed i po toczeniu wykonano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w mikroanalizator rentgenowski EDS. Toczenie poprzeczne przeprowadzono za pomocą tokarki sterowanej numerycznie. Wykonano toczenie poprzeczne bez użycia chłodziwa - „na sucho” oraz z zastosowaniem nietoksycznego chłodziwa zawierającego asparaginian cynku. Po toczeniu zmierzono zużycie narzędzi skrawających stereoskopowym mikroskopem inspekcyjnym, a teksturę powierzchni obrabianych przedmiotów zbadano profilometrem optycznym. Badania polegały na porównaniu materiałów stosowanych na narzędzia skrawające do obróbki metali, a także na poszukiwaniu coraz to wytrzymalszych, wpływających na przedłużenie trwałości narzędzi, poprawiających jakość obrabianych powierzchni oraz na zmniejszeniu kosztów obróbki. Podczas obróbki skrawaniem z użyciem chłodziwa zawierającego asparaginian cynku powstały warstwy związków cynku, które wpłynęły na zmniejszenie współczynnika tarcia oraz zużycia narzędzia.
EN
The paper presents the results of studies of Ti6Al7Nb alloy properties used in biotribological systems. The following physicochemical treatments of the alloy were compared: polishing, sandblasting, etching as well as sandblasting and etching. Element identification was performed using a scanning electron microscope equipped with an EDS microanalyser. Scanning and confocal microscopy was used to observe surface morphology and topography. Frictional tests were carried out using a ball-disk coupling in reciprocating motion in technically dry friction and friction with lubrication with Ringer’s solution. An optical tensiometer was used to determine the contact angle. As a result of the applied physicochemical treatments, surfaces of different morphology and geometric surface structure were obtained. The polished and etched sample had the most homogeneous surface. It was found that surface roughness significantly influences tribological properties. For the samples characterized by micro roughness of the surface, the best characteristics were obtained under conditions of technically dry friction. However, under the conditions of lubrication with Ringer's solution, the properties were the best for the samples characterized by nanoroughness. Ringer's solution reduced resistance to motion by approximately 20%. A negative influence of surface development on wetting was also found.
PL
Przedstawiono wyniki badań właściwości stopu Ti6Al7Nb stosowanego w systemach biotribologicznych. Porównano ze sobą stop poddany następującym obróbkom fizykochemicznym: polerowaniu, piaskowaniu, trawieniu oraz piaskowaniu i trawieniu. Za pomocą mikroskopii skaningowej i konfokalnej obserwowano morfologię i topografię powierzchni. Identyfikację pierwiastków wykonano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w mikroanalizator EDS. Badania tarciowe zrealizowano w skojarzaniu kula–tarcza w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem płynem Ringera. Do wyznaczenia kąta zwilżania wykorzystano tensjometr optyczny. W wyniku zastosowanych obróbek fizykochemicznych uzyskano powierzchnie o zróżnicowanej morfologii oraz strukturze geometrycznej powierzchni. Najbardziej jednorodną powierzchnią charakteryzowała się próbka polerowana oraz trawiona. Stwierdzono, że chropowatość powierzchni znacząco wpływa na właściwości tribologiczne. Dla próbek charakteryzujących się mikrochropowatością powierzchni uzyskano najlepsze charakterystyki w warunkach tarcia technicznie suchego. Natomiast w warunkach smarowania płynem Ringera były one najlepsze dla próbek wyróżniających się nanochropowatością. Płyn Ringera wpłynął na zmniejszenie oporów ruchu o około 20%. Wykazano również negatywny wpływ rozwinięcia powierzchni na zwilżalność.
EN
The aim of the study was to determine how the presence of graphene in a lubricant (SN-500) affects the behaviour of a tribosystem. The tribological tests were conducted in lubricated, boundary lubricated, and dry sliding friction conditions using a tribometer with the pin and disc made of 100Cr6 steel. The pin and disc wear was monitored using the acoustic emission method. SpectraPLUS was employed to analyse the sampled signals written in the 16-bit linear pulse-code modulation format. Sound level measurements required applying an A-weighting filter and then 1/1 and 1/3 octave filters. The microstructural observations of the pin and disc that followed the tribological tests were performed using a scanning electron microscope. The surface texture of both specimens was measured with an optical profiler. Identification of the elements before and after tribological tests was performed using a scanning electron microscope equipped with an EDS X-ray microanalyser. The experimental data show that the most effective performance of the analysed tribosystem was observed in the presence of the graphene-enhanced lubricant.
PL
Celem badania było porównanie wpływu grafenu w olejach smarowych na działanie systemów tribologicznych. Testy tribologiczne zostały zrealizowane na tribometrze TRB3 w ruchu ślizgowym w warunkach tarcia technicznie suchego, ze smarowaniem olejem SN-500 oraz z dodatkiem grafenem. Węzeł tarcia stanowiła próbka i przeciwpróbka wykonane ze stali 100Cr6. Dźwięk został zarejestrowany w standardzie Linear PCM 16-bit, a następnie poddany analizie w programie SpectraPlus. Dla kolejnych chwil czasu wyznaczono wartości poziomu dźwięku, a także poziomy dźwięku w poszczególnych pasmach oktawowych i 1/3-oktawowych. Obserwacje struktury tarczy i kulki po testach tribologicznych wykonano mikroskopem skaningowym Phenom. Strukturę geometryczną powierzchni obu elementów zbadano za pomocą Profilometru optycznego Leica. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że użycie środka smarowego wpłynęło na zmniejszenie zużycia badanych par tnących w systemach tribologicznych.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.