Analiza porównawcza zjawisk towarzyszących tarciu cienkich powłok ceramicznych w ruchu obrotowym, postępowym i postępowo--zwrotnym

• Autorzy: Zimowski S. , Rakowski W.

Warianty tytułu

EN

Comparative analysis of friction effects of thin ceramic coatings in rotary, translation, and reciprocating motion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy porównano właściwości tribologiczne w ruchu postępowym, postępowo-zwrotnym i obrotowym w styku skoncentrowanym kula/płaszczyzna. Skojarzenie tarciowe stanowiła powłoka azotku wolframu o grubości 0,5 žm nałożona na stal i kulka AI2O3. W testach tribologicznych wyznaczono współczynnik tarcia oraz głębokość bruzdy powstałej po tarciu. Analizę procesów zużycia wykonano z użyciem mikroskopu świetlnego (LM) oraz skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Wykonane badania przyczepności powłoki w teście zarysowania wskazują na jej dobrą adhezję do podłoża. Pęknięcia kohezyjne obserwowano przy obciążeniu 8 N, a uszkodzenia adhezyjne przy obciążeniu 16 N. Mikrotwardość układu powłoka/podłoże wynosi ok. 8 GPa i w znacznym stopniu zależy od deformacji miękkiego podłoża. Największą odporność na zużycie układu powłoka/podłoże stwierdzono podczas tarcia w ruchu postępowo-zwrotnym, a najmniejszą w ruchu obrotowym. Średni współczynnik tarcia w początkowym okresie współpracy w ruchu obrotowym i postępowym przyjmuje mniejszą wartość ok. 0,12 w porównaniu z ruchem postępowo-zwrotnym, gdzie wynosi ok. 0,16.

EN

In the present study, the tribological properties in rotary, translational, and reciprocating motion in ball-on-flat sliding contact is discussed. The coating of tungsten nitride with the thickness of 0,5 žm deposited onto ferritic steel was sliding against an alumina ball. The coefficient of friction and depth of wear groove were obtained. Analysis of the wear processes was investigated by the use of a light microscope (LM) and a scanning electron microscope (SEM). The coating exhibited good adhesion to the substrate. The first cohesive cracks were observed at critical load Lc1 = 8 N and adhesive failure at Lc2 = 16 N. Microhardness of the coating/substrate system of 8GPa depended on the deformation of soft substrate. The highest wear resistance of the coating/substrate system was determined in reciprocating motion and the smallest in rotary motion. In the beginning stage of sliding, the friction coefficient of 0.12 was smaller in rotary and translational motion than in reciprocating motion and amounted 0.16.

Słowa kluczowe

PL

powłoka ceramiczna; tarcie; zużycie; ruch postępowo-zwrotny

EN

ceramic coatings; friction; wear; reciprocating motion

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 6
• Strony: 283--292
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Zimowski S.

autor

Rakowski W.

• Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Atar E., Kayali E.S., Cimenoglu H.: Reciprocating wear behaviour of (Zr, Hf)N coatings. Wear 257 (2004), 633-639.
• 2. Audronis M., Rosli Z.M., Leyland A., Kelly P.J., Matthews A.: Tribological behaviour of pulsed magnetron sputtered CrB2 coatings examined by reciprocating sliding wear testing against aluminium alloy and steel. Surface and Coatings Technology 202 (2008), 1470-1478.
• 3. Lu X.D., Wang H.M., Zhou Z.R.: Reciprocating sliding wear behavior of laser-clad small amplitude Mo2Ni3Si/NiSi metal silicide composite coatings. Applied Surface Science 240 (2005), 432-440.
• 4. Zimowski S., Rakowski W., Kot M., Major Ł.: Mechanizm zużycia powłok wielowarstwowych typu metal/ceramika (Cr/CrN). Tribologia vol. 220 (4/2008), 223-233.
• 5. Hogmark S., Jacobson S., Larsson M.: Design and evaluation of tribological coating, Wear 246 (2000), s. 20-33.
• 6. Hainsworth S. V., Soh W.C.: The effect of the substrate on the mechanical properties of TiN coatings, Surface and Coatings Technology, 163-164 (2003), 515-520.