The new method for investigation of rolling contact fatigue of PVD/CVD coated elements.

• Autorzy: Michalczewski R. , Piekoszewski W. , Szczerek M. , Wulczyński J.

Warianty tytułu

PL

Nowa metoda badania trwałości zmęczeniowej elementów z powłokami PVD/CVD.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Rolling contact fatigue (pitting) is a phenomenon of great practical significance in many engineering applications involving concentrated contacts. It is one of the dominating forms of wear of components in transmissions like toothed gears and rolling bearings. The authors elaborated a method for investigation of rolling contact fatigue (pitting) of coated elements in point contact. The method is realised with modified four ball testing machine. The modification embraces the replacement of testing specimens. The upper ball is replaced with a cone that could be made of various materials. The method enables to perform investigations aimed at determination of influence of material, modification of surface layer and assessment of lubricant action on pitting. The method exhibits good resolution and is time and cost effective. The method was successfully applied to investigate various types of surface coatings among other single, multilayer and duplex ones.

PL

W artykule przedstawiono metodę oceny powierzchniowej trwałości zmęczeniowej elementów z powłokami przeciwzużyciowymi. Jest to modyfikacja istniejącej metody znormalizowanej (IP 300/82), realizowanej z wykorzystaniem aparatu czterokulowego. Modyfikacja obejmuje zmianę geometrii węzła tarcia. Dzięki zastosowaniu próbki w kształcie stożka możliwe jest wykonanie elementu testowego z dowolnego materiału. Metoda umożliwia zbadanie wpływu materiału i technologii konstytuowania warstwy wierzchniej na pitting oraz na ocenę oddziaływania środków smarowych na zmodyfikowaną warstwę wierzchnią. Metodę zastosowano do porównania powierzchniowej trwałości zmęczeniowej powłok typu duplex.

Słowa kluczowe

EN

rolling contact fatigue; pitting; lubricant; antiwear coating; four-ball apparatus

PL

trwałość zmęczeniowa powierzchniowa; pitting; środek smarowy; powłoka przeciwzużyciowa; aparat czterokulowy

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 41, nr 2
• Strony: 107--115

Twórcy

autor

Michalczewski R.

autor

Piekoszewski W.

autor

Szczerek M.

autor

Wulczyński J.

• Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy (ITeE - PIB), ul. Pułaskiego 6/10, 26-600, Radom, Poland

Bibliografia

• [1] Szczerek M.: Metodologiczne problemy systematyzacji eksperymentalnych badań tribologicznych. ITeE. Radom 1996 (in Polish).
• [2] Pytko S., Szczerek M.: Pitting - forma niszczenia elementów tocznych. Tribologia. 1993, No. 4/5, pp. 317-334 (in Polish).
• [3] Yoshitsugu Kimura, Masami Sekizawa, Akio Nitanai: Wear and fatigue in rolling contact. Wear. 2002, Vol. 253, pp. 9-16.
• [4] Waligóra W.: Warstwa wierzchnia elementów ze stali łożyskowej a jej odporność na zmęczenie powierzchniowe. Tribologia. 1993, No. 2, pp. 199-219 (in Polish).
• [5] Podgornik B., Jacobson S., Hogmark S.: Influence of oil additives on the performance of DLC coatings. Materiali in Technologje. 2003, Vol. 37, pp, 9-12.
• [6] Gold P.W., Loos J.: Wear resistance of PVD-coatings in roller bearings. Wear. 2002, Vol. 253, pp. 465-472.
• [7] Igartua A., Laucirica J., Aranzabe A., Leyendecker T., Lemmer O., Erkens G., Weck M., Hanrath G.: Application of low temperature PVD coatings in rolling bearings: tribological tests and experiences with spindle bearing systems. Surface and Coating Technology. 1996, Vol. 86-87, pp. 460-466.
• [8] Hohn B.-R., Oster P, Schedl U.: Pitting load capacity test on the FZG Gear Test Rig with load-spectra and one-stage investigations. Tribotest journal. 1999, Vol. 5, No. 4, pp. 417--430.
• [9] Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M: Wpływ dodatków typu AW/EP na powierzchniową trwałość zmęczeniową elementów z powłoką TiN. Tribologia. 2003, Vol. 5, pp. 99-111.
• [10] Fernandez Rico J.E., Hernandez Battez A.H., Gracia Cuervo D.: Rolling contact fatigue in lubricated contacts. Tribology International. 2003, Vol. 36, pp. 35-40.
• [11] Wang Y., Hadfield M.: A study of linę defect failure of ceramic rolling elements in rolling contact. Wear. 2002, Vol. 253, pp. 975-985.
• [12] Rowe C.N., Armstrong E.L: Lubricant effect in rolling-contact fatigue. Lubrication Engineering. 1982, Vol. 38, pp. 23-30, 39-40.
• [13] Stewart S., Ahmed R.: Rolling contact fatigue of surface coatings - a review. Wear. 2002, Vol. 253, pp. 1132-1144.
• [14] Rosado L., Jain V.K., Trivedi H.K.: The effect of diamond-like carbon coatings on the rolling fatigue and wear of M50 steel. Wear. 1997, Vol. 212, pp. 1-6.
• [15] Polonsky I. A., Chang T.P., Keer L.M., Sproul W.D.: A study of rolling-contact fatigue of bearing steel coated with physical vapour deposition TiN films: Coating response to cyclic contact stress and physical mechanisms underlying coating effect on the fatigue life. Wear. 1998, Vol. 215, pp. 191-204.
• [16] Chang T.P., Cheng H.S., Chiou W.A., Sproul W.D.: A comparison of fatigue failure morphology between TiN coated and uncoated lubricated rollers. 1991, Vol. 34, pp. 408-416.
• [17] Michalczewski, R., Piekoszewski, W., Szczerek, M., Tuszyński, W., 2004. PVD coatings and environmentally friendly lubricants in highly-loaded contacts. Tribologia. Finish Journal of Tribology, 23, 3-12.
• [18] Michalczewski, R., Piekoszewski, W., Szczerek, M., Tuszyński, W., 2004. Chemomechanical synergy of PVD/CVD coatings and environmentally friendly lubricants in rolling and sliding contacts. Proc. COST 532 Conference, Triboscience and Tribotechnology, 18-19 October, Gent (Belgium), 181-190.
• [19] Michalczewski, R., Piekoszewski, W., Szczerek, M., Tuszyński, W., 2004. Tribological characteristics of highly-loaded coated contacts lubricated with environmentally acceptable oils. Tribologia. Polish Journal of Tribology, 6, 7-19.