Właściwości skojarzeń tarciowych z udziałem elementów pokrytych powłoką amorficznego węgla modyfikowanego tytanem

• Autorzy: Czyżniewski A.

Warianty tytułu

EN

Properties of frictional systems with elements of titanium-doped amorphous carbon coating

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Obróbka Powierzchniowa" Surface Treatment" (VI; 20-23.09.2005; Kule k. Częstochowy, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości skojarzeń tarciowych z udziałem elementów pokrytych powłoką typu Ti-C:H, czyli powłoką Amorficznego węgla modyfikowanego tytanem. Testy tribologiczne przeprowadzano w warunkach tarcia ślizgowego z wykorzystaniem metody kula-tarcza, przy czym tarcze były pokryte powłoką Ti-C:H, natomiast jako przeciwpróbki stosowano kulki ze stali łożyskowej 100Cr6, stali łożyskowej 100Cr6 pokrytej powłoką Ti-C:H i z ceramiki Al2O3,. W warunkach tarcia technicznie suchego, po okresie docierania, współczynnik tarcia dla badanych skojarzeń stabilizuje się w zakresie 0,06-0,08 w zależności od rodzaju przeciwpróbki. W warunkach tarcia mieszanego z udziałem oleju parafinowego współczynnik tarcia badanych skojarzeń jest nieco wyższy i ma wartość ok. 0,09. Analizy składu chemicznego i fazowego produktów zużycia wykazały, że w skojarzeniach z udziałem powłoki Ti-C:H, pod wpływem wymuszeń tribologicznych, w strefie kontaktu tarciowego zachodzi transformacja wierzchniej warstwy powłoki prowadząca do wytworzenia warstwy przejściowej składającej się głównie z nieuporządkowanych struktur grafitopodobnych oraz niestechiometrycznych tlenków tytanu. Substancje powyższe charakteryzują się budową warstwową i niską wytrzymałością na ścinanie i w efekcie spełniają funkcję smaru stałego. W konsekwencji skojarzenia tarciowe z udziałem powłoki Ti-C:H charakteryzują się niskim współczynnikiem tarcia oraz wysoką odpornością na zużycie przez tarcie obu jego elementów.

EN

The paper presents results of testing the properties of frictional systems with elements coated with a Ti-C:H coating, i.e. a titanium-doped amorphous carbon coating. Tibological tests were carried out under conditions of sliding friction using a ball-on-disk equipment, where the disks were coated with a TiC:H coating and counterparts balls were made of 100Cr6 bearing steel, 100Cr6 bearing steel coated with a Ti-C:H coating and the Al203 ceramic. Under conditions of dry friction, after the wearing-in period, the friction coefficient for the frictional systems, being tested was stabilizing within the range of 0.060.08 depending on the type of counterparts. The friction coefficient under conditions of mixed friction with the addition of paraffin oil had a slightly higher value, about 0.09. Analyses of the chemical and phase composition of the friction products confirmed the transformation of the coating into the transition layer, comprising mainly random graphite-like structures and nonstoichiometric titania. The above substances are marked by layer structure and low shear strength and this way they perform a function of solid lubricant. As a consequence of the above, the frictional systems including a T-C:H coating are marked by low friction coefficient and high wear resistance of both the elements.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 26, nr 5
• Strony: 252--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czyżniewski A.

• Politechnika Koszalińska Katedra Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• [1] Donnet C., Recent progress on the tribology of doped diamondlike and carbon alloy coatings: a review, Surface and Coatings Technology, 100-101 (1998) 180.
• [2] Erdemir A., Bindal C., Pagan J., Wilbur P., Characterisation of transfer layers on steel surfaces sliding against diamond-like hydrocarbon films in dry nitrogen, Surface and Coatings Technology, 76-77 (1995) 559-563.
• [3] Voevodin A.A., Phelps A.W., Zabinski J.S., Donley M.S., Friction phase transformation of pulsed laser deposited diamondlike carbon, Diamond and Related Materials 5 (1996) 1264-1269.
• [4] Ronkainen H., Likonen J., Koskinen J., Varjus S., Effect of tribofilm formation on tribological performance of hydrogenated carbon coatings, Surface and Coatings Technology, 79 (1996) 87- 94.
• [5] Voevodin A.A., O’Neill J.P., Zabinski J.S., Tribological performance and tribochemistry of nanocrystalline WC/amorphous diamond-like carbon, Thin Solod Films, 342 (1999) 194-200.
• [6] Park S.J., Lee K.-R., Ko D.-H., Tribochemical reaction of hydrogented diamond-like carbon films: a clue understand the enviromental depedence, Tribology International 37 (2004) 913- 921.
• [7] Czyżniewski A., Precht W., Deposition and some properties of nanocrystalline, nanocomposite and amorphous carbon based coatings for tribological applications, Journal of Materials Processing Technology, 157-158C (2004) 274-283.
• [8] Czyżniewski A., Powłoki DLC w zastosowaniu do pokrywania elementów maszyn, Inżynieria Materiałowa 6 (137) (2003) 435- 438.
• [9] Sanchez-Lopez J.C., Erdemir A., Donnet C., Rojas T.C., Frictioninduced structural transformations of diamond-like carbon coatings under various atmospheres, , Surface and Coatings Technology, 163-164 (2003) 444-450.
• [10] Kim M.-G., Lee K.-R., Eun K.Y., Tribological behaviour of silicon-incorporated diamond-like carbon films, Surface and Coatings Technology, 112 (1999) 204-209.
• [11] Chang Y.-Y., Wang D.-Y., Chang Ch.-H., Wu W. T., Tribological analysis of nano-composite diamond-like films deposited by unbalanced magnetron sputtering, Surface and Coatings Technology, 184 (2004) 349-355.
• [12] Gardos M.N., Magnéli phases of anion-deficient rutile as lubricious oxides. Part. I. Tribological behaviour of single-crystal and polycrystalline rutile (TinO2n-1), Tribology Letters, 8 (2000) 65-78.