Analiza zużycia stalowych pierścieni współpracujących z żeliwem sferoidalnym poddanym laserowej obróbce cieplnej

• Autorzy: Paczkowska M. , Wojciechowski Ł.

Warianty tytułu

EN

A wear analysis of steel rings workings with nodular iron after laser heat treatment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prezentowanych badań była ocena zużywania przez tarcie stalowych pierścieni współpracujących z żeliwem sferoidalnym poddanym laserowej obróbce cieplnej (LOC). Badania zużycia przez tarcie wykonane zostały na zmodernizowanej maszynie tarciowej Amsler A 135. Próbkę w zestawie pary ciernej stanowił pierścień z zahartowanej objętościowo średniowęglowej stali C45. Przeciwpróbką był prostopadłościan z żeliwa sferoidalnego EN-GJS-500-7 w stanie wyjściowym, zahartowany objętościowo i obrobiony laserowo w celu umocnienia jego warstwy wierzchniej na trzy różne sposoby: hartowanie ze stanu stałego, przetapianie oraz borowanie. Na podstawie wykonanych badań stwierdzono, że LOC mikrostruktury warstwy wierzchniej polegająca na przetopieniu i przynajmniej 4-krotnym zwiększeniu mikrotwardości warstwy wierzchniej (w porównaniu z materiałem rodzimym) przeciwpróbek z żeliwa sferoidalnego spowodowała nawet 3-krotne zmniejszenie ubytku masy współpracujących z nimi pierścieni (w porównaniu z pierścieniami współpracującymi z żeliwem nieobrobionym). W przypadku zastosowania żeliwnych przeciwpróbek po laserowej obróbce polegającej na zahartowaniu warstwy wierzchniej jedynie ze stanu stałego i uzyskaniu mikrotwardości ok. 3-krotnie większej w porównaniu z materiałem rodzimym ubytek masy pierścieni okazał się podobny lub większy od ubytku tych pierścieni, które współpracowały z żeliwem nieobrobionym.

EN

The aim of the presented research was the evaluation of the wear of steel rings working with nodular iron after laser heat treatment (LHT). The wear tests were performed using a modernized friction wear tester Amsler A 135. The sample in the friction couple was thoroughly hardened C45 steel. The counter-sample was a cuboid made of EN-GJS-500-7 nodular iron without any treatment, after thoroughly hardening and after laser treatment in three different ways (to generate a hard surface layer). The three laser treatments were hardening from a solid state, remelting, and boronizing. The research indicated that the laser remelting of the counter-samples’ surface layer causing an increase in hardness (at least 4-times in comparison to the core material) resulted in decreasing the mass loss of the steel rings. This decrease was at least 3-times higher in comparison to steel rings working with counter-samples without any treatment. The mass loss of steel rings working with counter-samples after laser hardening from the solid state (resulting in 300% hardness increase of the surface layer) was similar or higher than the mass loss of rings working with counter-samples without any treatment.

Słowa kluczowe

PL

zużycie przeciwpróbek; laserowa obróbka cieplna

EN

counter-samples wear; laser heat treatment

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 5
• Strony: 99--107
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Paczkowska M.

• Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Polska

autor

Wojciechowski Ł.

• Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Polska

Bibliografia

• 1. Paczkowska M., Ratuszek W., Waligóra W.: Microstructure of laser boronized nodular iron, Surface & Coatings Technology 205, 2010, 2542–2545.
• 2. Paczkowska M., Wojciechowski Ł.: Modelowe badania zużycia adhezyjnego elementów z żeliwa sferoidalnego borowanego laserowo, SIMP, Tribologia, 3/2007, s. 71.
• 3. Martynek P., Kusiński J., Suliga, I., Siwek A.: Zmiany struktury i odporności na ścieranie żeliwa sferoidalnego po obróbce laserowej, III Ogólnopolska Konferencja Obróbka powierzchniowa, Częstochowa – Kule, 1996.
• 4. Kusiński J.: Metalurgiczne podstawy kształtowania struktury i własności warstwy wierzchniej materiałów podczas obróbki laserowej, V Sympozjum Techniki Laserowej, Szczecin – Świnoujście 1996, s. 275–287.
• 5. Praca zbiorowa pod redakcją Barbackiego A.: Metaloznawstwo dla mechaników, WPP, Poznań 1995.
• 6. Binczyk F., Śmieszny G., Bzymek J., Sitko J.: Wpływ rodzaju osnowy i grafitu na własności tribologiczne żeliwa szarego, Archiwum Odlewnictwa, Rocznik 4, nr 14, PAN Katowice 2004, s. 52–57.
• 7. Gadag S.P., Srinivasan M.N., Mordike B.L.: Effect of laser processing parameters on the structure of ductile iron, Materials Science and Engineering A 196, 1995, s. 15–155.