The wear mechanism in heavy-loaded lubricated coated/steel sliding contacts

• Autorzy: Vlad M. , Szczerek M. , Michalczewski R. , Antonov M.

Warianty tytułu

PL

Mechanizmy zużywania wysokoobciążonego smarowanego ślizgowego węzła tarcia powłoka/stal

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The wear mechanism of the coating/steel tribosystem compared with that for conventionally used steel/steel friction contacts under sliding conditions lubricated with base oil with various concentrations of extreme-pressure (EP) additive is studied. A four-ball apparatus was used to determine the scuffing resistance of both tribosystems. The improvement of tribological properties in the case of coating/steel tribosystem was found to be governed by the reduction of the adhesion between rubbing surfaces of steel and coating material due to low chemical affinity (similarities) between them and by the ability of EP additive to react with steel surfaces generating a protective film preventing scuffing.

PL

W pracy dokonano porównania mechanizmów zużywania skojarzenia powłoka/stal w warunkach zacierania smarowanego olejem z różnymi stężeniami dodatku przeciwzatarciowego typu EP (extreme pressure) do mechanizmu zużywania skojarzenia stal/stal. Badania odporności na zacieranie przeprowadzono z wykorzystaniem aparatu czterokulowego w warunkach ciągłego narastania obciążenia. Na podstawie wyników badań tribologicznych i analiz powierzchni zaproponowano opis mechanizmu zużywania w warunkach zacierania skojarzenia powłoka/stal smarowanego olejem bazowym z dodatkiem EP. Wyjaśnia on poprawę charakterystyk tribologicznych skojarzenia powłoka/stal w stosunku poprzez: ograniczenie adhezji wynikające ze zmiany powinowactwa materiałów trących, transfer materiału powłoki na element stalowy i powstawanie produktów reakcji dodatków ze stalą, które tworzą warstewkę chroniącą przed inicjacją zacierania.

Słowa kluczowe

EN

coating; extreme-pressure additive; scuffing; four-ball tribosystem

PL

powłoka; dodatki przeciwzatarciowe; zacieranie; aparat czterokulowy

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 6
• Strony: 153--168
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Vlad M.

autor

Szczerek M.

autor

Michalczewski R.

autor

Antonov M.

• Institute for Sustainable Technologies National Research Institute (ITeE – PIB), 6/10 K. Pulaskiego, 26-600 Radom, Poland

Bibliografia

• 1. Jiang J.C., Meng W.J., Evans A.G., Cooper C.V., Structure and mechanics of W-DLC coated spur gears, Surface and Coatings Technology, 176, 2003, 50-56.
• 2. Amaro R.I, Martins R.C., Seabra J.O., Renevier N.M., Teer D.G., Molybdenum disulphide/titanium low friction coating for gears application, Tribology International, 38, 2005, 423-134.
• 3. Hogmark S., Jacobson S., Larsson M., Design and evaluation of tribological coatings, Wear, 246, 2000, 20-33.
• 4. Podgornik B., Hren D., Vizintin J., Low-friction behaviour of boundary - lubricated diamond-like carbon coatings containing tungsten, Thin Solid Films, 476, 2005, 92-100.
• 5. Michalczewski R. et al., The lubricant-coating interaction in rolling and sliding contacts, Tribology International, 42, 2009, 554-560.
• 6. Podgornik B., Jacobson S., Hogmark S., Influence of EP additive concentration on the tribological behaviour of DLC-coated steel surfaces, Surface and Coatings Technology, 191, 2005, 357-366.
• 7. Michalczewski R., Piekoszewski W., Wpływ dodatków AW/EP do olejów na zacieranie i powierzchniową trwałość zmęczeniową elementów pokrytych powłoką WC/C, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, vol. 41, Z. 3 (147), 2006, 67-80.
• 8. Szczerek M., Tuszyński W., A Method for Testing Lubricants under Conditions of Scuffing. Part I. Presentation of the Method, Tribotest Journal, 8-4, 2002, 273-284.
• 9. Baba, K., Hatada, R., and Tanaka, Y., Preparation and properties of W-containing diamond like carbon films by magnetron plasma source ion implantation, Surface and Coatings Technology, 201, 2007, 8362-8365.
• 10. Diaz J. et al., Separation of the sp3 and sp2 components in the C1s photoemission spectra of amorphous carbon films. Phys. Rev. B, 54, 1996, 8064-8069.
• 11. Merel P., Direct evaluation of the sp3 content in diamond-like-carbon films by XPS, Applied Surface Science, 136, 1998, 105-110.
• 12. Heuberger R., Rossi A., and Spencer N. D., XPS study of the influence of temperature on ZnDTP tribofilm composition, Tribology Letters, 25, 2007, 185-196.
• 13. Eglin M., Rossi A., and Spencer N. D., X-ray photoelectron spectroscopy analysis of tribostressed samples in the presence of ZnDTP: a combinatorial approach, Tribology Letters, 15, 2003, 199-209.
• 14. Shchukarev A. et al., Speciation of iron and sulphur in seasonal layers of varved lake sediment: an XPS study, Surf. Interface Anal., 40, 2008, 354-357.
• 15. Boursiquot S. et al., The dry oxidation of tetragonal FeS1-x mackinawite, Phys Chem Minerals, 28, 2001, 600-611.
• 16. Rebeyrat S. et al., Phosphating of bulk ?-iron and its oxidation resistance at400°C, Applied Surface Science, 199, 2002, 11-21.
• 17. Luthin J. and Linsmeier, Ch., Influence of oxygen on the carbide formation on tungsten, Journal of Nuclear Materials, 290-293, 2001, 121-125.
• 18. Zellner M. B. and Chen J. G., Synthesis, characterization and surface reactivity of tungsten carbide (WC) PVD films, Surface Science, 569, 2004, 89-98.
• 19. Martin I. et al., XPS analysis of the lithium intercalation in amorphous tungsten oxysulfide thin films, Journal of Power Sources, 81-82, 1999, 306-311.
• 20. Podgornik B., Jacobson S., and Hogmark S., Influence of EP and AW additives on the tribological behaviour of hard low friction coatings, Surface and Coatings Technology, 165, 2003, 168-175.
• 21. Wiśniewski M., Szczerek M., Tuszynski W., The temperatures at scuffing and seizure in a four-ball contact, Lubrication Science, 16, 2004, 215-227.