Badania uszkodzeń powłok ceramicznych wskutek tarcia ślizgowego w ruchu postępowo-zwrotnym

• Autorzy: Druet K.

Warianty tytułu

EN

Wear pattern testing of ceramic coatings under reciprocating sliding

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano (wykorzystując mikroskop optyczny oraz skaningowy) morfologię uszkodzeń wybranych powłok ceramicznych (między innymi DLC z dodatkiem wolframu) nakładanych na podłoże stalowe, będących skutkiem tarcia ślizgowego w ruchu postępowo-zwrotnym skojarzenia kula–powierzchnia płaska. Ślady zużycia na kulach, czyli obszary wygładzonych plateau, mają kształt zbliżony do elipsy. Praca, przy zmiennym zwrocie sił stycznych działających na powierzchnię próbek, powodowała pojawianie się uszkodzeń – rys, wyrw, odwarstwień, "przetarć", pęknięć – również o charakterze zmęczeniowym. Biorąc pod uwagę różnorodność morfologiczną uszkodzeń, proponuje się (w przypadku uszkodzeń powłoki będących skutkiem propagacji pęknięć), klasyfikować je z uwagi na czynniki takie, jak: przyczyna naprężeń wywołujących pęknięcie, charakter pęknięcia, miejsce inicjacji, kierunek propagacji początkowej i dalszej, skutek propagacji pęknięcia itd.

EN

A ball-on-plate system was used for the investigation of the wear of ceramic coatings. Coated stainless steel balls (O 5 mm) were sliding under constant load at a nominal surface pressure of 1,155 GPa on a ceramic coated face of stainless bar moving in a rectilinear reciprocating motion (sliding velocity 0.08 š0.02 m/s, stroke 40 mm). Ultra thin coatings were tested, particularly DLC modified with a tungsten additive. Sliding contacts were lubricated either with distilled water or with aqueous solution of NaCl. The course of wear of the ceramic coating deposited on the specimen was evaluated by means of optical and scanning electron microscope observations. Prime objects for wear testing were the coated surfaces of stainless steel balls. The reciprocating flat counterface was examined as an auxiliary data source. Wear marks on the balls were elliptical in shape with the longer axis perpendicular to the direction of sliding. In rare cases, circular wear marks were observed. A variety of wear forms were observed: scratches, cracks, delamination, pits and steel substrate exposure. Some of the observed wear forms could be put down to imperfections in the coating. It is proposed that numerous forms of wear encountered should be classified into wear types in a systematic approach, e.g. based on such factors (in the case of crack propagation involving cases) as cause of crack initiation or crack type (instantaneous or fatigue).

Słowa kluczowe

PL

powłoki ceramiczne; zużycie; metody badań

EN

ceramic coating; wear; testing method

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 4
• Strony: 33--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Druet K.

• Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk,

Bibliografia

• 1. Druet K.: Metoda badania powłok ceramicznych w ruchu postępowo-zwrotnym. Tribologia nr 2/2008 (218), s. 167-177.
• 2. Druet K., Łubiński J.I., Grymek S.: Stanowisko do badania tarcia ślizgowego w ruchu posuwisto-zwrotnym. J. of KONES 2002, vol. 9 nr 1-2, s. 72-79.
• 3. Druet K.: Urządzenie do badania tarcia ślizgowego w ruchu prostoliniowym. XXIII Jesienna Szkoła Tribologiczna. Zielona Góra - Lubiatów, wrzesień 1999, s. 29-34.
• 4. Kano M., Tanimoto I.: Wear mechanisms of high wear-resistant materials for automotive valve trains. Wear 151 (1991), s. 229-243.
• 5. Poszukiwanie niskotarciowych skojarzeń, z cienkimi powłokami ceramicznymi, przeznaczonych na węzły ślizgowe. Neyman A. i inni. Proj. bad. nr 4 T07B 044 27. Gdańsk: Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny 2007.
• 6. Stachowiak G.W., Stachowiak G.B.: Unlubricated wear and friction of toughened zirconia ceramics at elevated temperatures. Wear 136 (1990), s. 373-381.
• 7. Yin-Qian C, Xiang-Dong D. i inni: On wear mechanisms of Sialon and metal in dry sliding. Wear 137 (1990), s. 175-186.