Ocena właściwości tribologicznych powłok smarowanych biodegradowalną cieczą chłodząco-smarującą

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

Warianty tytułu

EN

The tribological properties of coatings lubricated with a biodegradable cutting fluid

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych powłok TiAlN osadzanych na stali HS6-5-2C techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD. Obserwacje struktury powłoki zrealizowano dzięki użyciu mikroskopu skaningowego SEM JSM – 7100F. Analizy struktury geometrycznej powierzchni powłok TiAlN przed i po testach tribologicznych wykonano profilometrem optycznym Talysurf CCI Lite. Badania tribologiczne 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 cieczą chłodząco-smarującą zawierającą dodatek uszlachetniający – asparginian cynku. Badania wykazały, że ciecz obróbkowa wpłynęła na powstanie przeciwtarciowych warstw granicznych, które zabezpieczyły przed bezpośrednim kontaktem powierzchni współpracujących tarciowo. Wpłynęło to na zmniejszenie oporów ruchu oraz dodatkowo, ze względu na właściwości metaloorganicznych związków cynku, zapewniło ochronę antykorozyjną w czasie prowadzenia testów.

EN

This paper presents the tribological results of on investigations of TiAlN coatings that were deposited on HS6-5-2C steel using the physical vapour deposition PVD technique. An observation of the coating structure was carried out using a scanning electron microscope SEM JSM - 7100F. Examinations of the geometric structures of the surface TiAlN coating before and after tribological tests were performed using an optical profilometer Talysurf CCI Lite. The tribological tests were performed using a T-01 M tester working in a ball-on-disk combination in sliding movement. Tests were carried out under friction with lubrication using cutting fluid containing improved additive-zinc aspartate. Studies have shown that the cutting fluid influenced the formation of anti-wear surface layers, which are secured against the direct contact of rubbing surfaces. This had the effect of reducing the resistance movement and, in addition, provided protection against corrosion during tests.

Słowa kluczowe

PL

biodegradowalne ciecze obróbkowe; powłoka TiAIN; tarcie; zużycie

EN

biodegradable cutting fluids; TiAIN coating; friction; wear

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 5
• Strony: 53--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kowalczyk J.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Polska

autor

Madej M.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Polska

autor

Ozimina D.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Polska

Bibliografia

• 1. Cetin M.H., Ozcelik B., Kuram E., Demirbas E.: Evaluation of vegetable based cutting fluids with extreme pressure and cutting parameters in turning of AISI 304L by Taguchi method, Journal of Cleaner Production, Vol. 19, 17–18, 2011, s. 2049–2056.
• 2. Madej M., Kowalczyk J., Ozimina D.: Właściwości tribologiczne powłok DLC smarowanych biodegradowalną cieczą chłodząco-smarującą, Tribologia, nr 5, 2014, s. 101–112.
• 3. Jagadevan S., Jayamurthy M., Dobson P., Thompson I.P.: A novel hybrid nano zerovalent iron initiated oxidation – Biological degradation approach for remediation of recalcitrant waste metalworking fluids, Water Research, Vol. 46, 7, 2012, s. 2395–2404.
• 4. Klockel F., Krieg T., Lugscheide E., Bobzin K.: Testing and Design of Tool Coatings with Properties Adapted to the Use of Biodegradable Cutting Fluids, CIRP Annals – Manufacturing Technology, Vol. 50, 1, 2001, s. 57–60.
• 5. Madej M.: Właściwości systemów tribologicznych z powłokami diamentopodobnymi, M46, Wyd. PŚk, Kielce 2013.
• 6. Hassan M., Qayyum A., Ahmad S., Mahmood S., Shafiq M., Zakaullah M., Lee P., Rawat R.S.: DLC coating on stainless steel by pulsed methane discharge inrepetitive plasma focus, Applied Surface Science, Vol. 303, 2014, s. 187–195.
• 7. Kuttianimattom W.J., Jose P.: Property Analysis of PVD Deposited DLC, TiAlN, CrAlN, TiN Coating on Gray Cast Iron, International Journal on Theoretical and Applied Research in Mechanical Engineering, Vol. 3, 3, 2014, s. 54–57.
• 8. Cloutier M., Harnagea C., Hale P., Seddiki O., Rosei F., Mantovani D.: Longtermstability of hydrogenated DLC coatings: Effects of aging on the structural, chemical and mechanical properties”, Diamond & Related Materials, Vol. 48, 2014, s. 65–72.
• 9. Stachowiak A., Zwierzycki W., Tribocorrosion modeling of stainless steel in a sliding pair of pin-on-plate type, Tribology International, Vol. 44, 2011, s. 1216–1224.
• 10. Najiha M.S., Rahman M.M.: A computational fluid dynamics analysis of single and three nozzles minimum quantity lubricant flow for milling, International Journal of Automotive and Mechanical Engineering (IJAME), Vol. 10, 2014, s. 1891–1900.
• 11. Ozimina, D.: Przeciwzużyciowe warstwy wierzchnie w układach tribologicznych, 33, Wyd. PŚk, Kielce 2002.
• 12. Marzec S., Pytko S.: Tribologia procesów skrawania metali. Nowe ciecze chłodząco-smarujące, Wyd. i Zakład Poligrafii Instytutu Technologii Eksploatacji, Kraków 1999.
• 13. Ozimina D.: Eksploatacja systemów tribologicznych. Tom I. Znaczenie tribologii w eksploatacji obiektów technicznych M48, Wyd. PŚk, Kielce 2013.
• 14. Adamczak S.: Pomiary geometryczne powierzchni. Zarysy kształtu, falistość i chropowatość, WNT, Warszawa 2008, s. 151–196.