Properties of a Tribological System with a Diamond-Like Carbon Coating Lubricated with Environmentally Friendly Cutting Fluid

• Autorzy: Kowalczyk J. , Milewski K. , Madej M. , Ozimina D.

Warianty tytułu

PL

Właściwości systemów tribologicznych z powłokami diamentopodobnymi smarowanymi wybranymi proekologicznymi cieczami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents experimental results obtained for an a-C:H:Si coating deposited on a 100Cr6 steel disc in sliding contact with a 100Cr6 steel ball in the presence of zinc aspartate-based cutting fluid. The study involved scanning electron microscopic examinations, contact angle measurements, tribological tests, and surface texture analysis. The experimental data suggest that the tribological properties of the diamond-like carbon (DLC) coating are satisfactory and that the non-toxic cutting fluid is well-suited to replace conventional fuels, which are toxic.

PL

Przedstawiono wyniki badań tribologicznych powłoki a-C:H:Si naniesionej na stali 100Cr6. Badania te przeprowadzono na testerze T-01 M pracującym w skojarzeniu trącym kula–tarcza w ruchu ślizgowym. Testy zrealizowano w warunkach tarcia technicznie suchego i ze smarowaniem chłodziwem zawierającym asparginian cynku oraz konwencjonalnym chłodziwem na bazie oleju mineralnego. Ponadto wykonano badania identyfikacji pierwiastków wchodzących w skład powłoki a-C:H:Si, pomiar kąta zwilżania oraz analizę struktury geometrycznej powierzchni tarcz przed oraz po testach tribologicznych. Zastosowane w badaniach nietoksyczne chłodziwo wpłynęło na zmniejszenie zużycia liniowego, co bezpośrednio wpłynęło na mniejsze ślady wytarcia. Powłoka a-C:H:Si charakteryzowała się zadowalającymi właściwościami tribologicznymi.

Słowa kluczowe

EN

non-toxic cutting fluid; a-C:H:Si coating; 100Cr6 steel; friction; wear

PL

nietoksyczne chłodziwo; powłoka a-C:H:Si; stal 100Cr6; tarcie; zużycie

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 5
• Strony: 19--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kowalczyk J.

• Kielce University of Technology, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

autor

Milewski K.

• Trzuskawica S.A., Sitkówka 24, 26-052 Nowiny, Poland

autor

Madej M.

• Kielce University of Technology, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

autor

Ozimina D.

• Kielce University of Technology, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

Bibliografia

• 1. Zhao Y. Y., Zhao B., Su X., Zhang S., Wang S., Keatch R., Zhao Q.: Reduction of bacterial adhesion on titaniumdoped diamond-like carbon coatings, Biofouling. 34(1)/2018, 26–33.
• 2. Kowalczyk J., Nowakowski Ł., Madej M., Ozimina D.: Assessing the effect of biodegradable cutting fluid on the tool wear in machining, Tribologia 3/2016, 119–127.
• 3. Olszak W.: Obróbka skrawaniem, WNT, Warszawa 2009.
• 4. Katna R., Singh K., Agrawal N., Jain S.: Green manufacturing – performance of a biodegradable cutting fluid, Materials and Manufacturing Processes 32(13)/2017, 1522–1527.
• 5. Shaw M. C.: Metal Cutting Principles, Oxford university press, New York 2005, 206–265.
• 6. Byers J. P.: Metalworking Fluids, CRC Press, Boca Raton, FL 201, 20–25.
• 7. Brinksmeier E., Meyer D., Huesmann-Cordes A. G., Herrmann C.: Metalworking fluids-mechanisms and performance, CIRP Annals – Manufacturing Technology 64(2)/2015, 605–628.
• 8. Kuram E., Ozcelik B., Demirbas E., Şik E., Tansel I. N.: Evaluation of new vegetable-based cutting fluids on thrust force and surface roughness in drilling of AISI 304 using Taguchi method, Materials and Manufacturing Processes 26(9)/2011, 1136–1146.
• 9. Ozcelik B., Kuram E., Demirbas E., Şik E.: Effects of vegetable based cutting fluids on the wear in drilling, Sadhana 38(4)/2013, 687–706.
• 10. Rudnick L. R.: Lubricant Additives. Chemistry and Applications, Third Edition, CRC Press, Taylor & Francis Group, New York 2017.
• 11. HSE. Metalworking Fluids (MWFs) Exposure Assessment, EH74/4; HSE Books: London 2000.
• 12. Ozimina D., Kowalczyk J., Madej M., Nowakowski Ł., Kulczycki A.: The impact of the type of cutting fluid on the turning process, Tribologia 3/2017, 119–126.
• 13. Somashekaraiah R., Suvin P. S., Gnanadhas D. P., Kailas S. V., Chakravortt D.: Eco-Friendly, Non-Toxic Cutting Fluid for Sustainable Manufacturing and Machining Processes, Tribology Online 11(5)/2016, 556–567.
• 14. Zhang J. Z., Rao P. N., Eckman M.: Experimental evaluation of a bio-based cutting fluid using multiple machining characteristics, International of Journal of Modern Engineering 12(2)/2012, 35–44.

Uwagi

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