Badania smarności olejów zawierających heksagonalny azotek boru

• Autorzy: Senyk Szymon , Perehubka Maciej , Kałdoński Tadeusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.1476

Warianty tytułu

EN

Research on lubricity of oils containing the hexagonal boron nitride

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości smarnościowych oleju hydraulicz-nego Hydrol L-HL 32, oleju przekładniowego Mobilube 1 SHC 75w-90 oraz dwóch olejów bazowych SN-150 i SN-650, zawierających heksagonalny azotek boru o średniej średnicy ziaren d_z = 0,5 μm. Do przeprowadzania koniecznych badań wykorzystano aparat czterokulowy (four ball machine). Urządzenie to jest powszechnie stosowane na świecie do oceny właściwości smarnościowych olejów i smarów plastycznych. Określono następujące normatywne parametry smarnościowe: wartość obciążenia zespawania P_z [daN], wartość obciążenia niezacierającego P_n [daN], wartość obciążenia zacierającego P_t [daN], a także graniczne obciążenie zużycia G_oz [daN/mm²]. Wykonano także szereg badań nienormatywnych, które obejmowały wyznaczenie dwóch parametrów umożliwiających dokładniejszą ocenę właściwości smarnościowych olejów. W oparciu o przeprowadzone badania stwierdzono, że heksagonalny azotek boru jest dobrym dodatkiem poprawiającym właściwości smarnościowe. Zarejestrowano poprawę tych właściwości zarówno w przypadku oleju hydraulicznego, jak i przekładniowego, a także baz olejowych. Najlepsze efekty poprawy dla oleju hydraulicznego uzyskano po dodaniu 4% h-BN, natomiast w przypadku bazy olejowej SN-150 było to 2% h-BN. Najlepsze efekty dla oleju przekładniowego oraz bazy olejowej SN-650 uzyskano również po dodaniu 4% h-BN. Wykluczono możliwość stosowania większej ilości h-BN niż 4%. Stwierdzono, że większa zawartość h-BN w oleju wywołuje negatywne skutki (w warunkach testów na aparacie czterokulowym), polegające na obniżeniu wartości ocenianych parametrów smarnościowych.

EN

The paper presents the test results of lubricity properties of Hydrol L-HL 32 hydraulic oil, Mobilube 1 SHC 75w-90 gear oil, and two base oils: SN-150 and SN-650, containing hexagonal boron nitride. To conduct the required tests, a four ball machine was used. This device is commonly used when assessing lubricity properties of oils and greases. The following normative lubricity parameters were defined: the value of welding point P_z [daN], the value of last non-seizing load P_n [daN], the value of seizing at smoothy growing load P_t [daN], as well as the wear limiting capacity load G_oz [daN/mm²]. Furthermore, several non-normative tests were completed that covered indication of two parameters making it possible to complete an assessment of lubricity properties of oils. Based on the tests, it was determined that hexagonal boron nitride is a good additive that improves lubricity properties. Improvement in the above properties was recorded both in the case of hydraulic oil and gear oil, as well as oil bases. Relatively better improvement results were obtained in the case of oil bases, where the improvement in the results after using boron nitride, was more visible than in the case of hydraulic and gear oil. The best improvement results for hydraulic oil were obtained after adding 4% h-BN, whereas in the case of the SN-150 oil base, this value was 2% h-BN. The best improvement results for gear oil and SN-650 oil base were also obtained after adding 4% h-BN. The possibility of using the values of h-BN bigger than 4% was excluded. It was determined that bigger content of h-BN in oil generates negative effects (under four ball conditions).

Słowa kluczowe

PL

tribologia; smarność; azotek boru

EN

tribology; lubricity; boron nitride

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 68, nr 1
• Strony: 131--151
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., rys., tab.

Twórcy

autor

Senyk Szymon

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, ul. gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Perehubka Maciej

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, ul. gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Kałdoński Tadeusz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, ul. gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] Chassagnette C. i in., Friction of hexagonal boron nitride in various environments, Tribol. Trans., vol. 35, 1992, pp. 462-472.
• [2] Chodkiewicz A., Ocena porównawcza standardowych parametrów smarnościowych oleju przekładniowego wg PN-76/C-04147 i PN-EN-ISO 20623 (praca dyplomowa), WAT, Warszawa, 2018.
• [3] Instrukcja obsługi aparatu czterokulowego T-02, ITeE, Radom.
• [4] Kałdoński T., Badania i technologia optymalnego stosowania azotku boru α–BN jako dodatku smarnościowego w sprzęcie wojskowym, Sprawozdanie z realizacji projektu badawczego PB 0T 00A 014 08, WAT, Warszawa 1998.
• [5] Kałdoński T., Badania zastosowań azotku boru w technice smarowniczej. Sprawozdanie z realizacji zadania naukowego nr 44/92, WAT, Warszawa, 1994.
• [6] Kałdoński T., Podstawowe problemy analizowania procesów tribologicznych, WAT, Warszawa, 2015.
• [7] Kałdoński T., Tribologiczne zastosowania azotku boru, WAT, Warszawa, 2013.
• [8] Kałdoński T. i in., Opracowanie, badania i przygotowanie do wdrożenia w technice wojskowej porowatych łożysk ślizgowych nowej generacji o zwiększonej nośności i trwałości, impregnowanych ekologicznymi smarami zawierającymi dobrane surfaktanty, w tym ciecze jonowe. Sprawozdanie z realizacji projektu badawczego rozwojowego OR00002904, WAT, Warszawa, 2012.
• [9] Katalog produktów Elf Lubricants. Elf Lubricants Polska sp. z o.o., Warszawa.
• [10] Ketling-Szemley M., Radomski J., Rećko W.M., Własności azotku boru i metody jego otrzymywania, [online][dostęp: 10.12.2017 r.], dostępny w Internecie http://rcin.org.pl.
• [11] Pawlak Z., Kaldonski T.J., Macko M., Urbaniak W., h-BN lamellar lubricant in hydrocarbon and formulated oil in porous sintered bearings (iron + h-BN), Archives of Civil and Mechanical Engineerin,g 17, 3, 2017, pp. 687-693.
• [12] Pawlak Z., Pai R., Bayraktar E., Kaldonski T. and Oloyede A., Lamellar lubrication in vivo and vitro: Friction testing of hexagonal boron nitride, BioSystems, 94, 2008, pp. 202-208, AN 2008:1324128.
• [13] Perehubka M., Ocena właściwości smarnościowych olejów hydraulicznych zawierających heksagonalny azotek boru (praca dyplomowa), WAT, Warszawa, 2018.
• [14] PN-76/C-04147 – Przetwory naftowe. Badania własności smarnych olejów i smarów.
• [15] PN-EN ISO 683-17:2004 – Stale na łożyska toczne.
• [16] Senyk S., Ocena właściwości smarnościowych olejów przekładniowych zawierających heksagonalny azotek boru (praca dyplomowa), WAT, Warszawa, 2018.
• [17] Urbaniak W., Kaldonski T., Kaldonski T.J., Pawlak Z., Hexagonal boron nitride as a component of the iron porous bearing: friction on the porous sinters up to 150°C, Meccanica, 51, 9, 2016, pp. 1157-1165.
• [18] Urbaniak W., Kaldonski T., Hagner-Derengowska M., Kaldonski T.J., Madhani J.T., Kruszewski Z., Pawlak Z., Impregnated porous bearings textured with a pocket on sliding surfaces: comparison of h-boron nitride with graphite and molybdenum disulphide up to 150°C, Meccanica, 50, 2, 2015, pp. 1343-1349.
• [19] www.mobil.com/polish-pl/commercial-vehicle-lube/pds/glxxmobilube-1-shc-75w90 [data dostępu: 10.12.2017 r.]
• [20] www.orlenoil.pl/PL/NaszaOferta/Produkty/Strony/OLEJ_BAZOWY_SN-150.aspx [data dostępu: 10.12.2017 r.]
• [21] www.orlenoil.pl/PL/NaszaOferta/Produkty/Strony/OLEJ_BAZOWY_SN-650.aspx [data dostępu: 10.12.2017 r.]
• [22] www.orlen.pl/PL/NaszaOferta/Produkty/Storny/Produkt.aspx?produkt=HYDROL_L-HL_32.aspx [data dostępu: 10.12.2017 r.]

Uwagi

1. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

2. Źródło finansowania pracy ‒ działalność statutowa Wojskowej Akademii Technicznej.