Odporność na zużycie stali 41CrAlMo7 po azotowaniu jarzeniowym oraz ablacyjnym teksturowaniu laserowym

• Autorzy: Napadłek W. , Przetakiewicz W. , Pakowski C. , Woźniak A.

Warianty tytułu

EN

Laboratory investigations of wear resistance under friction of a surface layer of 41CrAlMo7 steel after glow discharge nitriding as well as ablation laser texturing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki modelowych badań laboratoryjnych, obejmujących pomiary wybranych parametrów w węźle tarcia, tj.: temperatury, siły tarcia, zużycia mierzonego metodą liniową dla warstwy wierzchniej próbek wykonanych ze stali stopowej 41CrAlMo7 po azotowaniu i teksturowaniu laserowym w skojarzeniu z żeliwnymi przeciwpróbkami. Warstwę wierzchnią ww. stali po azotowaniu jarzeniowym poddano modyfikacji, wykorzystując ablacyjną mikroobróbkę laserową w celu zmiany jej makro- i mikrogeometrii. Do wytworzenia regularnych mikrozasobników olejowych w kształcie mikroczasz kulistych oraz mikrokanałów stosowano laser Nd: YAG ze specjalnym systemem ogniskowania. Badaniom porównawczym poddana została warstwa wierzchnia stali ukształtowana na drodze tradycyjnej obróbki mechanicznej i azotowania jarzeniowego oraz zmodyfikowana w wyniku azotowania jarzeniowego i ablacyjnej mikroobróbki laserowej. Materiałem przeciwpróbki było żeliwo szare niskostopowe. W badaniach tribologicznych zastosowano metodę „pin on disc” w oparciu o tribometr T-11. Najlepsze efekty w zakresie zwiększenia odporności na zużycie przez tarcie uzyskano dla modelowego skojarzenia, w którym próbki wykonane ze stali stopowej 41CrAlMo7 po azotowaniu jarzeniowym oraz ablacyjnym teksturowaniu laserowym (mikroczasze w układzie geometrycznym ze stopniem przekrycia ok. 25%) współpracowały z żeliwnymi przeciwpróbkami.

EN

The paper presents the results of laboratory investigations including measurements of selected parameters in the node of friction (temperature, friction force, wear resistance) with the use of the measured line method for the surface layer of samples steel 41CrAlMo7 after nitriding and laser texturing in combination with cast iron samples. Surface layers after glow discharge nitriding steel were modified using ablative laser micromachining to change its macro- and micro-geometry. In the manufacture regular shaped oil micro-channels and spherical microparticles, we used a Nd: YAG laser with a special focusing system. Comparative research has been subjected to the steel surface topography formed by conventional machining and plasma nitriding and modified after nitriding and laser ablation micromachining. The laboratory tribological investigation used the "pin on disc" method based on a T-11 tribometer. The best results of increasing wear resistance under friction was obtained for the association sample made of steel 41CrAlMo7 after glow discharge nitriding and ablative laser texturing in the geometric arrangement mico-oil containers (micro spherical cap) with a degree of covering of about 25% worked with cast iron anti-samples.

Słowa kluczowe

PL

stal 41CrAlMo7; warstwa wierzchnia; ablacyjne teksturowanie laserowe; odporność na zużycie w warunkach tarcia

EN

steel 41CrAlMo7; surface layer; ablative laser texturing; wear resistance under friction

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 3
• Strony: 81--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Napadłek W.

• Zakład Tribologii Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych, Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Przetakiewicz W.

• Instytut Podstawowych Nauk Technicznych, Wydział Mechaniczny, Akademia Morska w Szczecinie, ul. Podgórna 51/53, 70-205 Szczecin

autor

Pakowski C.

• Zakład Tribologii Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych, Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Woźniak A.

• Zakład Tribologii Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych, Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• 1. Napadłek W.: Mikroobróbka laserowa warstwy wierzchniej tulei cylindrowej w aspekcie tribologicznym. Problemy Eksploatacji, 4(2011), s. 27-42.
• 2. Włodarski J.K.: Tłokowe silniki spalinowe - procesy tribologiczne. WKŁ, Warszawa 1982.
• 3. Burakowski T., Wierzchoń T.: Surface engineering of metals- principles, equipment, technology. CRC Press, Boca Ratan - New York - London - Washington 1999.
• 4. Antoszewski B.: The formation of antiwear surface layers on elements of machine parts. Tribology Scientific Problems Of Machines Operation And Maintenance 2 (158) 2009.
• 5. Antoszewski B.: Warstwy powierzchniowe z teksturą kształtowane wybranymi technologiami wiązkowymi oraz właściwości tribologiczne. Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2010.
• 6. Soveja A., Jouvard J. M., Grevey D.: Metal surface laser texturing multiphysics modeling of a single impact effect. Excerpt from the proceedings of the COMSOL Users Conference, Grenoble 2007.
• 7. Napadłek W.: Kształtowanie technologicznej warstwy wierzchniej pierścieni tłokowych silnika spalinowego za pomocą ablacyjnej mikroobróbki laserowej. Inżynieria Materiałowa nr 4 (2011), s. 628-632.
• 8. Napadłek W., Burakowski T.: Wybrane przykłady powierzchniowego teksturowania laserowego. Inżynieria Materiałowa nr 4 (2011), s. 633-636.
• 9. Napadłek W., Przetakiewicz W.: Laserowe teksturowanie płaszcza tłoka silnika spalinowego. Inżynieria Materiałowa nr 4 (2011), s. 637-640.