Research on friction resistance in the concentrated contact steel – on-magnesium alloy

• Autorzy: Jóźwiak P. , Siczek K.

Warianty tytułu

PL

Badanie oporu ruchu w skoncentrowanym styku stali po stopie magnezu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Magnesium alloys used in the automotive industry because of low density and the good strength sometimes mate with steel elements. The aim of the research has been to investigate friction resistance in contact steel-on-AM60 (Mg6Al0.15Mn) alloy and to find a way to decrease such resistance. Difficult mating conditions of such elements can be improved by surface treatment, i.e. plasma or laser modification. Values of the friction coefficient have been decreased with an almost linear mean stress increase. Using a tribotester for spinning friction, presented in the article, values of friction coefficient in contact LH15-on-AM60 (Mg6AI0.15Mn) alloy have been 2.5 times higher than respective values obtained in the LH15-on-C45 contact zone and can be twice as high when compared to values obtained in the case of pin-on-disc tester. This can be because of a higher value of mean surface pressure and mean sliding speed in the case of a tester for spinning friction.

PL

Stopy aluminium wykorzystywane w przemyśle samochodowym z powodu ich małej gęstości i dobrej wytrzymałości czasem współpracują z elementami stalowymi. Celem badań było zmierzenie oporów ruchu w styku stali po stopie magnezu AM60 (Mg6Al0.15Mn) oraz znalezienie sposobu na zmniejszenie tych oporów. Trudne warunki współpracy takich elementów mogą być poprawione poprzez cieplną obróbkę powierzchniową, na przykład powierzchniowe przetapianie plazmowe lub laserowe. Wartości współczynnika tarcia zmniejszają się niemal liniowo wraz ze wzrostem średniego nacisku powierzchniowego w styku. Uzyskane na pokazanym w artykule tribotesterze do tarcia wiertnego wartości współczynnika tarcia w styku stal ŁH15 po stopie AM60 (Mg6Al0.15Mn) mogą być 2.5 razy większe w porównaniu z odpowiednimi wartościami w styku stali ŁH15-C45 i mogą być dwa razy większe od wartości uzyskanych na tribotesterze trzpień po tarczy. To może być spowodowane większymi wartościami średniego nacisku powierzchniowego w strefie styku i średniej prędkości poślizgu w przypadku testera do tarcia wiertnego.

Słowa kluczowe

EN

steel; magnesium alloy; friction coefficient; concentrated contact

PL

stal; stop magnezu; współczynnik tarcia; styk skoncentrowany

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 4
• Strony: 55--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Jóźwiak P.

• Politechnika Łódzka, Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź

autor

Siczek K.

• Politechnika Łódzka, Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź

Bibliografia

• 1. Li Jin, Dongliang Lin, Dali Mao, Xiaoqing Zeng, Wenjiang Ding, Mechanical properties and microstructure of AZ31 Mg alloy processed by two-step equal channel angular extrusion, Materials Letters, Vol. 59, Issue 18, August 2005, pp. 2267-2270.
• 2. Magnez w samochodach, Maszyny Technologie Materiały-Technika Zagraniczna, Nr 3/2005.
• 3. Hadasik E., Śliwa R.E., Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym. ZB 7. Plastyczne kształtowanie stopów magnezu (kucie precyzyjne, tłoczenie, wyciskanie, walcowanie itp.), available at: http://pkaero.prz.edu.pl/sprawozdania/l-konferencja/zb71.pdf.
• 4. Ziółkiewicz S., Gąsiorkiewicz M., Wesołowska P., Szczepaniak S., Szyndler R., Wpływ obróbki KOBO na właściwości plastyczne stopu magnezu AM60, Obróbka Plastyczna Metali Vol. XXIII Nr 3 (2012). Inżynieria materiałowa w obróbce plastycznej, s. 149-158.
• 5. Gontarz A., Dziubińska A., Własności stopu magnezu MA2 (wg GOST) w warunkach kształtowania na gorąco, Rudy i Metale Nieżelazne 2010, R. 55, nr 6, s. 340-344.
• 6. Miura H., Yang X., Sakai T., Ultrafine Grain Evolution in Mg Alloys, AZ31, AZ61, AZ91 by Multidirectional Forging, Review of Advanced Materials Science, 33 (2013), pp. 92-96.
• 7. Siciński, M.; Bieliński, D.; Grams, J., Tribochemical modification of the surface layer of magnesium alloy AZ 31 counterface wearing against elastomer containing sulphur and chlorine, Tribologia: tarcie, zużycie, smarowanie, (2009), nr 2, pp. 225-232.
• 8. Cao F.H., Lin L.Y., Zhang Z., Zhang J.Q., Cao C.N., Environmental friendly plasma electrolytic oxidation of AM60 magnesium alloy and its corrosion resistance, Transactions of the Nonferrous Metals Socjety of China, Vol. 18 (2008), pp. 240-247.
• 9. Xue W.B., Jin Q., Zhu Q.Z., Hua M., Ma Y.Y., Anti-corrosion microarc oxidation coatings on SiCP/AZ31 magnesium matrix composite, Journal of Alloys and Compounds Vol. 482 (2009), pp. 208-212.
• 10. Loveless J.D., Alemohammad H., Li J., Gertsman V., Emadi D., Toyserkani E., Esmaeili S., Laser-assisted maskless microdeposition of silver nano-particles on a magnesium substrate, Materials Letters, Vol. 63 (2009), pp. 1397-1400.
• 11. Bohne Y., Seeger D.M., Blawert C., Dietzel W., Mändl S. & Rauschenbach B. (2006). Influence of ion energy on properties of Mg alloy thin films formed by ion beam sputter deposition, Surface and Coatings Technology, Vol. 200 (No. 22-23), pp. 6527-6532.
• 12. Li P., Lei M.K., Zhu X.P., Han X.G., Liu C. & Xin J.P. (2010). Wear mechanism of AZ31 magnesium alloy irradiated by high-intensity pulsed ion beam, Surface and Coatings Technology, Vol. 204 (No.14): pp. 2152-2158.
• 13. Stippich F., Vera E., Wolf G.K., Berg G., Friedrich Chr., Enhanced corrosion protection of magnesium oxide coatings on magnesium deposited by ion beam-assisted evaporation, Surface and Coatings Technology, Vol. 103 (1998), pp. 29-35.
• 14. Y.W. Song, D.Y. Shan, E.H. Han, High corrosion resistance of electroless composite plating coatings on AZ91D magnesium alloys, Electrochimica Acta. Vol. 53 (2008), pp. 2135-2143.
• 15. Zhang, S.C., Duan, H.Q., Cai, Q.Z., Wei, B.K., Lin, H.T., Chen, W.C., Effects of the main alloying elements on microstructure and properties of magnesium alloys, Zhuzao/Foundry 50 (6), (2001), pp. 310-315.
• 16. Sun Jin-quan, Yan Zi-feng, Cui Hong-zhi, He Qing-kun, Yang Hong-guang, Xiao Cheng-zhu, Wear resistance property of AM60 magnesium alloy modified by plasma surface treatment, Materials Science Forum Vol. 686 (2011), pp. 382-387.
• 17. Cui Hong-zhi, Sun Jin-quan, Xiao Cheng-zhu, Yang Hong-guang, Microstructure and corrosion resistance of AM60 magnesium alloy modified by plasma surface treatment, Materials Science Forum Vol. 686 (2011), pp. 230-234.
• 18. Yan C., Bai R.X., Gu Y.T., Ma W.J., Investigation on mechanical behaviour of AM60 magnesium alloys, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 31 (2008), issue 2, pp. 398-401.
• 19. Qi Qingju, Liu Yongbing, Yang Xiaohong, Friction and Wear Characteristics of Mg-AI Alloy Containing Rare Earths, Journal of Rare Earths, VoI. 21 (3003), No 2, pp. 157-162.
• 20. Tryliński W.: Drobne mechanizmy i przyrządy precyzyjne, WNT, Warszawa 1978.