Steel wear resistance 100CrMnSi6-4 after ablation laser texture

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

Warianty tytułu

PL

Odporność na zużycie stali 100CrMnSi6-4 po ablacyjnym laserowym teksturowaniu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We analysed the results of tribological laboratory model tests, including measurements of temperature, friction force, and wear, in the model friction for samples made of 100CrMnSi6-4 steel. Measurements were made using a linear method on selected samples after conventional quenching and after laser texturing. Samples in the form of discs cooperated in combination with the cooperating element in the form of spheres made of bearing steel conventionally hardened. Top layers of samples in the form of discs were subjected to a conventional heat treatment (hardening), in order to produce micro-reservoirs in the form of spherical sphere was subjected to ablative laser micro-treatment and then conventional mechanical processing. Ablative laser micromachining was performed using Nd: YAG laser. The "ball-on-disc" method was used based on a Tribometer T-11. To lubricate of combination, we applied ŁT-43 lithium bearing grease. It was found that the best results, in terms of increasing the resistance to wear by friction, was obtained in a model combination in which samples after ablative laser texturing (degree of surface coverage micro-reservoirs approx. 5%) cooperated with conventionally hardened steel spheres.

PL

Analizowano wyniki tribologicznych badań laboratoryjnych, obejmujących pomiary: temperatury, siły tarcia i zużycia w modelowym węźle tarcia dla próbek wykonanych ze stali 100CrMnSi6-4. Pomiary zużycia wykonano metodą liniową i wybrano próbki po hartowaniu konwencjonalnym i po teksturowaniu laserowym. Próbki w postaci krążków współpracowały w skojarzeniu z przeciwpróbkami w postaci kulek, które wykonano ze stali łożyskowej hartowanej konwencjonalnie. Warstwy wierzchnie próbek w postaci krążków poddawano konwencjonalnej obróbce cieplnej (hartowanie). W celu wytworzenia mikrozbiorników w kształcie kulistych wgłębień zrealizowano ablacyjną mikroobróbką laserową i tradycyjną obróbkę mechaniczną poprzez polerowanie. Proces ablacyjnej mikroobróbki laserowej realizowano z wykorzystaniem impulsowego lasera Nd:YAG. Zastosowano metodę „ball-on-disc" w oparciu o tribometr T-11. Do smarowania skojarzenia użyto smar łożyskowy litowy ŁT-43. Stwierdzono, że najlepsze efekty w zakresie zwiększenia odporności na zużycie przez tarcie uzyskano dla modelowego skojarzenia, w którym próbki po ablacyjnym teksturowaniu laserowym przy stopniu pokrycia powierzchni mikrozbiornikami ok. 5% współpracowały ze stalowymi przeciwpróbkami.

Słowa kluczowe

EN

steel 100CrMnSi6-4; ablative laser texturing; microcontainers; wear resistance under friction

PL

stal 100CrMnSi6-4; ablacyjne teksturowanie laserowe; mikropojemniki; odporność na ścieranie podczas tarcia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 5
• Strony: 57--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Napadłek W.

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Gen. Kaliskiego St. 2, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Pakowski C.

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Gen. Kaliskiego St. 2, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Woźniak A.

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Gen. Kaliskiego St. 2, 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Li Z., Mingjiang Y., Liu W., Zhong M.: Investigation on crater morphology by high repetitive rate YAG laserinducted discharge texturing. Surface & Coatings Technology 200, 2006, 4493–4499.
• 2. Antoszewski B.: The formation of antiwear surface layers on elements of machine parts. Tribology Scientific Problems Of Machines Operation And Maintenance, 44, 2 158, 2009, 7–18.
• 3. Antoszewski B.: Surface textured layers created with the chosen beam technologies and tribological properties. Technical University of Kielce, Kielce (2010), (in Polish).
• 4. 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).
• 5. Napadłek W., Burakowski T.: The chosen examples of the surface laser texturing. Materials Engineering, 4 (2011).
• 6. Napadłek W., Burakowski T., Chrzanowski W., Zasada D., Laber A.: The influence of laser micro melting of the 100CrMnSi6-4 steel on its hardeness and microstructure. Materials Engineering, 6, 2013.
• 7. Smolnicki T., Stańco M.: Selected aspects of exploitation of massive roll bearings. Exploitation and Reliability, 2009.
• 8. Ryk G., Klingerman Y., Etsion I.: Experimental investigation of laser surface texturing for reciprocating automotive components. Tribology Transactions, 45 (2002).
• 9. Segu D.Z., Choi J.H., Kim S.S., Choi S.G.: The effect of multi-scale laser textured surface on lubrication regime. Applied Surface Science, 270 (2013).
• 10. Vilhena L.M., Podgornik B., Vizintin J., Mozina J.: Influence of texturing parameters and contact conditions on tribological behaviour of laser textured surfaces. Meccanica, 46 (2011).
• 11. Burakowski T.: Considerations about the synergism in surface engineering. Publisher Technical University of Radom, Radom 2004: pp. 84-89.
• 12. Burakowski T.: Areology. Theoretical basis. Institute for Sustainable Technologies in Radom, Poland – PIB, (2013).

Uwagi

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