The effect of low-friction PVD coatings on scuffing and pitting resistance of spur gears

• Autorzy: Michalczewski R. , Szczerek M. , Tuszyński W. , Wulczyński J. , Antonov M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ niskotarciowych powłok PVD na zacieranie i pitting walcowych kół zębatych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Recently, it was reported that low-friction coatings deposited on steel substrates exhibit excellent behaviour under scuffing conditions. However, a factor still limiting the scope of the application of the coatings is their poor performance under conditions of cyclic contact stress, which leads to accelerated fatigue failures (pitting). Two PVD coatings were tested: WC/C and MoS2/Ti. For the complex testing of gears, a back-to-back gear test rig, denoted as T-12U, was used. Two methods were applied: scuffing shock test (S-A10/16,6R/120) and the gear-pitting test (PT C/10/90). Steel gears coated with low-friction coatings exhibit excellent behaviour under scuffing conditions. The resistance to pitting wear of coated steel gears depends on not only the coating material but also on which steel gear is coated.

PL

Najnowsze badania wskazują, że stalowe koła zębate pokryte powłokami niskotarciowymi wykazują znacznie większą odporność na zacieranie niż koła stalowe bez powłok. Jednakże czynnikiem limitującym stosowanie tychże powłok na koła zębate jest ich niewystarczająca odporność na powierzchniowe zużycie zmęczeniowe – pitting. W pracy przeprowadzono badania dla dwóch powłok WC/C i MoS2/Ti. Kompleksowe badania kół zębatych przeprowadzono z wykorzystaniem stanowiska pracującego w układzie mocy krążącej oznaczonego T-12U, stosując metodę zacierania szokowego (S-A10/16,6R/120) oraz metodę badania pittingu (PT C/10/90). Przeprowadzone badania dowiodły, że stalowe koła zębate pokryte powłokami niskotarciowymi wykazują dobrą odporność na pitting. Ponadto dowiedziono, że odporność na pitting zależy nie tylko od rodzaju powłoki, lecz także od tego, które koło stalowe zostało pokryte.

Słowa kluczowe

EN

scuffing; pitting; spur gears; PVD coatings

PL

zatarcie; pitting; walcowe koła zębate; powłoki PVD

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 5
• Strony: 55--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Michalczewski R.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom

autor

Szczerek M.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom
• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities, ul. Krasickiego 54, 26-600 Radom, Poland

autor

Tuszyński W.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom

autor

Wulczyński J.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom

autor

Antonov M.

• Tallinn University of Technology, Ehitajate street 5, 19086 Tallinn, Estonia

Bibliografia

• 1. Michaelis, K. Höhn, B.-R. Oster, P: Influence of lubricant on gear failures - test methods and application to gearboxes in practice, Tribotest journal, 11-1, 2004, 43-56.
• 2. Burakowski T: Areologia. Podstawy teoretyczne. Wyd. ITeE - PIB, Radom 2013.
• 3. Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M., Tuszynski W., The lubricant-coating interaction in rolling and sliding contacts, Tribology International, 42, 2009, 554-560.
• 4. Tuszynski W., Michalczewski R., Szczerek M., Kalbarczyk M.: A new scuffing shock test method for the determination of the resistance to scuffing of coated gears, Archives of Civil and Mechanical Engineering (ACME), 12(4), 2012, 436-445.
• 5. Masahiro Fujii, Masanori Seki, Akira Yoshida: Surface durability of WC/C-coated case-hardened steel gear, Journal of Mechanical Science and Technology, 24, 2010, 103-106.
• 6. Moorthy, V., Shaw, B.A.: Effect of as-ground surface and the BALINIT®C and Nb-S coatings on contact fatigue damage in gears, Tribology International, 51, 2012, 61-70.
• 7. Michalczewski R.: Tribological properties of heavily loaded lubricated machine parts with low friction coatings, ITeE - PIB, Radom, 2012 (in Polish).
• 8. Kalin M., Vižintin J.: The tribological performance of DLC-coated gears lubricated with biodegradable oil in various pinion/gear material combinations, Wear, 259, 2005, 1270-1280.
• 9. Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M., Tuszynski W., Antonov M.: The rolling contact fatigue of PVD coated spur gear, Key Engineering Materials, Engineering Materials and Tribology, 527, 2013, 77-82.
• 10. Jiang J.C., Meng W.J., Evans A.G., Cooper CV." Structure and mechanics of W-DLC coated spur gears, Surface & Coatings Technology, 176, 2003, 50-56.