Zmiany struktury warstwy wierzchniej wieloskładnikowych kompozytów POM podczas tarcia ze stalą

• Autorzy: Capanidis D.

Warianty tytułu

EN

Structure changes of surface layer of multicomponent POM composites during friction with steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczące zmian struktury warstwy wierzchniej wieloskładnikowych kompozytów na osnowie polioksymetylenu (POM), zachodzące podczas tarcia technicznie suchego tych kompozytów ze stalą. Do wytworzenia badanych kompozytów wykorzystano krajowy polioksymetylen o nazwie handlowej Tarnoform 300. Jako wypełniaczy użyto proszku brązu, proszku PTFE oraz hybrydowego wypełniacza szklanego (mieszanina 50% włókien szklanych ciętych i 50% mikrokulek szklanych). Składy badanych kompozytów zarówno pod względem rodzaju, jak i ilości zastosowanych jednocześnie wypełniaczy ustalono na podstawie własnych opracowań wykorzystujących technikę planowania eksperymentu (plan sympleksowy). Badania tribologiczne realizowano na tribometrze typu "pin on disk" w warunkach tarcia technicznie suchego przy zmiennych wymuszeniach zewnętrznych procesu tarcia, różniących się wartościami p oraz v, które prowadzono w trzech etapach; I etap: p = 1 MPa, v = 1 m/s; II etap: p = 5 MPa, v = 1 m/s; III etap: p = 1 MPa, v = vmax, przy czym jako vmax przyjmowano maksymalną prędkość ślizgania (indywidualnie dla każdego kompozytu), przy której jeszcze nie zachodziło jego zużycie cieplne. Badania te wykazały bardzo znaczne różnice właściwości ślizgowych i odporności na zużycie poszczególnych kompozytów podczas tarcia technicznie suchego ze stalą. Właściwości tribologiczne badanych kompozytów zależały nie tylko od rodzaju stosowanych wypełniaczy i warunków wymuszeń zewnętrznych procesu tarcia, ale także od zestawienia rodzajów wypełniaczy w kompozycie i ich wzajemnego udziału ilościowego. W artykule przedstawiono opis struktury warstwy wierzchniej poszczególnych kompozytów POM po procesie tarcia poparty dokumentacją w postaci fotografii z badań mikroskopowych oraz wykazano związek między tymi zmianami struktury badanych kompozytów i ich właściwościami tribologicznymi.

EN

The article presents the research results concerning the structure changes of a surface layer of multicomponent composites with the (POM) polioxymethylene basis, that proceed during dry technical friction of these composites with steel. The domestic polioxymethylene with the trade name Tarnoform 300 was used to produce the tested composites. The bronze powder, PTFE powder and hybrid glass filler (mixture of 50% of cut glass fibre and 50% of glass microballs) were used as fillers. The composition of tested composites concerning the kind and amount of simultaneously used fillers was determined based on self elaboration that use the experiment planning technique (simplex plan). Tribological research was conducted on a tribometer type "pin on disk" in conditions of dry technical friction at changeable external impacts of the friction process, which differ with values of p and v, that were conducted in three stages; stage I: p = 1 MPa, v = 1 m/s; stage II: p = 5 MPa, v = 1 m/s; stage III: p = 1 MPa, v = vmax, where the maximal sliding velocity vmax was assumed individually for each composite, at which thermal wear did not occur. The tests show the significant differences in sliding properties and the wear resistant of particular composites during the dry technical friction with steel. The tribological properties of tested composites depend on not only the kind of used filler and external impact conditions of friction process, but also upon matching of kinds of fillers in composite and their self quantitative fraction. The structure description of the surface layer of particular POM composites after the friction process supported by the documentation in the form of photos from the microscopy as well as the correlation between this changes of structure of tested composites and tribological properties were also presented in the article.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty ślizgowe POM; tarcie suche; struktura warstwy wierzchniej

EN

polyoxymethylene (POM) sliding composites; dry friction; structure of surface layer

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 2
• Strony: 81--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Capanidis D.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. Ignacego Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław

Bibliografia

• [1] Capanidis D.: Wpływ fizycznej modyfikacji polioksymetylenu na jego entalpię topnienia. XI Konferencja Naukowa "Modyfikacja polimerów". Wrocław-Duszniki Zdrój, 1993.
• [2] Capanidis D., Ziemiański K.: Wpływ wymuszeń zewnętrznych procesu tarcia na kształtowanie warstwy wierzchniej kompozytów polioksymetylenu (POM). TRIBOLOGIA nr 5/95 (143).
• [3] Capanidis D.: Wpływ wypełniaczy na zmiany struktury polimerowej matrycy kompozytów ślizgowych na bazie polioksymetylenu (POM). XX Jesienna Szkoła Tribologiczna "Tribologia a inżynieria powierzchni". Spała, 12-15 września 1995.
• [4] Capanidis D.: Zastosowanie metod optymalizacji w określaniu składu polimerowych kompozytów o żądanych własnościach użytkowych. W: Polioptymalizacja i komputerowe wspomaganie projektowania. Wydaw. WSI w Koszalinie 1995, Zeszyt Naukowy Wydziału Mechanicznego nr 18, s. 45-52.
• [5] Krawiec S.: Wpływ synergizmu wybranych napełniaczy w smarze na zwiększenie trwałości ślizgowych węzłów maszyn. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1998.
• [6] Lawrowski Z.: Tribologia - tarcie, zużywanie i smarowanie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1993.
• [7] Lancaster J.K.: Polymer - basedbearing materials. The role of fillers and fibre reinforcement. Tribology, Nr 6, 1972, s. 249-255.
• [8] Wieleba W.: Analiza procesów tribologicznych zachodzących podczas współpracy kompozytów PTFE ze stalą. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2002.