Formation of the tribological properties of oxide layers.

• Autorzy: Kmita T. , Skoneczny W.

Warianty tytułu

PL

Kształtowanie właściwości tribologicznych warstw tlenkowych.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the problem of the influence of the structure of oxide layers obtained in an electrolytic process on tribological cooperation with constructional materials. Microhardness and abrasion resistance of oxide layers obtained on aluminium alloys by means of hard anodizing depend mainly on their porosity, morphology, surface roughness and layers' thickness. Utilitarian properties of alumina can be controlled to a rarge degree by changing the current and temperature conditions of the process as well as the composition of electrolyte or of the aluminium substrate. A porous oxide layer characterizes with a columnar structure with numerous micro-, macro- and nanopores formed at the contact point of Al203 fibres. Numerous structural and morphological studies conducted by AFM (atom-force microscopy) and SEM (scanning electron microscopy) have shown that it is possible to effectively control the number and size of alumina as well as micro- and nanopores. Any changes in the structure translate directly into changes of nanoroughness and porosity of the obtained oxide layers. Micro- and macropores on surfaces can be used as lubrication dispensers at sliding cooperation with modern constructional materials, e.g. TG15 or PEEK/BC. Tribological investigations have shown a dependence of wear intensity and friction factor of the couple: anodic oxide layer/plastic, on the internal structure of the cooperating triboelements.

PL

W pracy omówiono zagadnienie wpływu budowy warstw tlenkowych uzyskiwanych metodą elektrolityczną na procesy współpracy tribologicznej z tworzywami konstrukcyjnymi. Twardość i odporność na ścieranie warstw tlenkowych wytwarzanych na stopach aluminium metodą anodowania twardego zależą od ich porowatości, morfologii i chropowatości powierzchni oraz głębokości tych warstw. Właściwości użytkowe warstw tlenku glinu można kształtować w szerokim zakresie przez zmianę warunków prądowych i temperaturowych procesu anodowania oraz składu chemicznego elektrolitu i podłoża. Porowata warstwa tlenkowa odznacza się kolumnową mikrostrukturą z licznymi mikro-, makro- i nanoporami powstającymi na styku włókien AI2O3. Przeprowadzone badania mikrostruktury z użyciem mikroskopii sił atomowych AFM oraz elektronowej mikroskopii skaningowej SEM wykazały, że można skutecznie kształtować objętość względną i wymiary włókien tlenku glinu oraz mikro- i nanopor. Zmiany morfologiczne mikrostruktury oddziaływają bezpośrednio na zmiany nanochropowatości oraz porowatości uzyskiwanych warstw tlenkowych. Mikro- i makropory na powierzchni mogą pełnić funkcję zasobników smarnych przy współpracy ślizgowej z nowoczesnymi tworzywami konstrukcyjnymi, na przykład TC15 czy PEEK/BC. Badania tribologiczne wykazały zależność intensywności zużywania oraz współczynnika tarcia pary: anodowa warstwa tlenkowa - tworzywo sztuczne od struktury wewnętrznej współpracujących triboelementów.

Słowa kluczowe

EN

oxide layer; tribology; wear; nanopores; AFM microscopy; SEM microscopy; tribological properties

PL

warstwa tlenkowa; tribologia; zużycie; nanopory; mikroskopia (AFM); mikroskopia SEM; właściwości tribologiczne

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 30, nr 2
• Strony: 47--54

Twórcy

autor

Kmita T.

autor

Skoneczny W.

• University of Silesia, Department of Materials Science, 41-200 Sosnowiec, ul. Śnieżna 2, phone (+48, 032) 368-95-68,

Bibliografia

• [1] T. BIESTEK, J. WEBER: Powłoki konwersyjne. WNT, Warszawa 1968.
• [2] A. POSMYK: Kształtowanie właściwości tribologicznych warstw wierzchnich tworzyw na bazie aluminium. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej 62, Gliwice 2002.
• [3] W. SKONECZNY: Mechanizm formowania powłoki tlenkowej na aluminium w wyniku obróbki elektrolitycznej. Inżynieria Powierzchni, (1999)1, 35-40.
• [4] M. WOŁEK: Elementy ślizgowe par policzterofluoroetylenu i stopów aluminium o specjalnie przegotowanej warstwie zewnętrznej. Uniwersytet Śląski, Katowice 1983.
• [5] A. GOŁĄB, A. JÓZEFÓW: Trwałość filmu ślizgowego z PTFE i grafitu na powierzchni utlenionego elektrolitycznie aluminium. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, (1999)4, 627-636.
• [6] H. X. ZHU, R. ABBASCHIAN: Microstructures and properties of in-situ NiAl-A1203 functionally gradient composites. Composites, Part B, 31(2000), 383-390.
• [7] D. PADMAVARDHANI, A. GOMEZ, R. ABBASCHIAN: Sinthesis and microstructural characterization of NiAl-Al203 functionally gradient composites. Intermetallics, (1998)6, 229-241.
• [8] W. SKONECZNY: Model of structure A1203 layer obtained via hard anodizing method. Surface Engineering, 17(2001), 389-391.
• [9] W. SKONECZNY: Wpływ parametrów procesu oraz składu metalu podłoża na właściwości warstw tlenkowych otrzymywanych metodą elektrolityczną. Inżynieria Powierzchni, (2000)2, 21-25.
• [10] W. SKONECZNY: Oxide layers obtained using the electrolytic method on AlMg2 aluminium alloy. Inżynieria Chemiczna i Procesowa, 20(1999), 363-373.
• [11] W. SKONECZNY: Kształtowanie właściwości warstw wierzchnich aluminium i jego stopów metodą anodowania twardego. Politechnika Łódzka Filia w Bielsku-Białej, Bielsko-Biała 2001.
• [12] M. SZCZEREK, M. WIŚNIEWSKI: Tribologia i tribotechnika. ITeE, Radom 2000.