Wpływ warstw hybrydowych na powierzchniową trwałość zmęczeniową stali

• Autorzy: Mańkowska-Snopczyńska A. , Osuch-Słomka E. , Piekoszewski W. , Szczerek M. , Hořejš S.

Warianty tytułu

EN

The influence of hybrid coatings on the fatigue life steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań powierzchniowej trwałości zmęczeniowej próbek wykonanych ze stali 17HMN, które poddano technologii nawęglania niskociśnieniowego wspomaganego azotowaniem PreNitLPC® oraz próbek nawęglonych z naniesionymi technologią PVD powłokami niskotarciowymi typu: a-C:H:W (WC/C) a-C:H (DLC Comp) oraz Si-DLC (DLC SiliComp). Temperatura procesu nanoszenia powłok we wszystkich przypadkach nie przekraczała 200°C. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że cienkie powłoki PVD, nanoszone na wysokoobciążone stalowe elementy węzłów tarcia, w zróżnicowany sposób wpływają na powierzchniową trwałość zmęczeniową pokrytej nimi stali. Aby wyjaśnić przyczyny tego zróżnicowania, konieczne są dogłębne badania analityczne.

EN

The paper presents the results of research on the surface fatigue life (i.e. the resistance to pitting) of samples made of 17HMN steel, low-pressure carburized and PreNitLPC® nitriding assisted, as well as carburized samples with low-friction PVD coatings deposited onto the surface – a-C:H:W (trademark: WC/C), a-C:H (DLC Comp), and Si-DLC (DLC SiliComp) coatings were deposited. The coating process temperature in all the cases did not exceed 200°C. The investigated tribosystems were lubricated with a synthetic oil without additives. On the basis of the research results, it can be stated that thin PVD coatings, deposited onto heavy-loaded steel tribosystems, significantly and in a differentiated way affect the surface fatigue life. It seems necessary, apart from the fatigue wear investigation, to conduct profound analytical examinations aimed at explaining such a strongly different behaviour of elements working in a lubricated non-conformal contact.

Słowa kluczowe

PL

pitting; powierzchniowa trwałość zmęczeniowa; powłoki niskotarciowe; PVD

EN

pitting; surface fatigue life; low friction coatings; PVD

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 5
• Strony: 113--124
• Opis fizyczny: Bibliogr., 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mańkowska-Snopczyńska A.

• Zakład Tribologii Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

autor

Osuch-Słomka E.

• Zakład Tribologii Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

autor

Piekoszewski W.

• Zakład Tribologii Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

autor

Szczerek M.

• Zakład Tribologii Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska
• Wydział Mechaniczny Uniwersytetu Technologiczno-Humanistycznego, ul. Krasickiego 54, 26-600 Radom, Polska

autor

Hořejš S.

• VÚHŽ a.s. Dobrá 240, 739 51 Dobrá, Czechy

Bibliografia

• 1. Napadłek W., Przetakiewicz W., Bogdanowicz Z.: Rozwój pęknięć zmęczeniowych w stali 40H hartowanej laserowo. Inżynieria Materiałowa nr 5/2002, s. 557–562.
• 2. Wołowiec E., Kula P.: „Practical Application of Artificial Neural Networks in Designing Parameters of Steel Heat Treatment Processes”, LNCS 7267, 2012, pp. 196–203. Springer.
• 3. Kula P., Wołowiec E., Pietrasik R., Dybowski K., Januszewicz B.: Non-steady state approach to the vacuum nitriding for tools. Vacuum 88 (2013) 1–7.
• 4. Holmberg K., Matthews A.: Coating Tribology. Elsevier. Amsterdam, 1994.
• 5. Podgornik B.: Coated machine elements–fiction or reality? Surface and Coatings Technology, 2001, nr 146–147, s. 318–322.
• 6. Michalczewski R., Szczerek M., Tuszyński W.: Badanie powłok PVD w warunkach zacierania. Materiały VI Ogólnopolskiej Konferencji Naukowo-Technicznej POLTRIB’2001. Tribologia dla eksploatacji. Kazimierz Dolny 2001, s. 75–84.
• 7. Navinsek B., Panjan P., Milosev I.: Industrial applications of CrN (PVD) coatings, deposited at high and low temperatures. Surface and Coating Technology, 1997, t. 97, s. 182–191.
• 8. Walkowicz J., Smolik J., Miernik K., Bujak J.: Duplex surface treatments of moulds for pressure casting of aluminium. Surface and Coating Technology, 1997, t. 97, s. 453–464.
• 9. Hedenqvist P., Hansson G.: PVD-coating of machine components. Proc. 8th International Conference in Tribology NORDTRIB ’98, Ebeltoft (Dania), 7–10 czerwca 1998, s. 943–948.
• 10. Kalin M., Vižintin J.: The tribological performance of DLC-coated gears lubricated with biodegradable oil in various pinion/gear material combinations. Wear, 2005, nr 259, s. 1270–1280.
• 11. Michalczewski R., Piekoszewski W.: The Method for Assessment of Rolling Contact Fatigue of PVD/CVD Coated Elements in Lubricated Contacts. Tribologia, Finnish Journal of Tribology, vol. 25/2006, s. 34–42.
• 12. Piekoszewski W.: Wpływ na powierzchniową trwałość zmęczeniową wybranych materiałów i technologii konstytuowania warstw powierzchniowych elementów węzła tocznego. Tribologia, vol. 225 (3/2009), s. 185–196.
• 13. Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M., Tuszynski W.: The lubricantcoating interaction in rolling and sliding contacts. Tribology International 42 (2009) 554–560.
• 14. Piekoszewski W.: Wpływ powłok na zmęczenie powierzchniowe smarowanych stalowych węzłów tarcia. Radom 2011.
• 15. Kula P., Pietrasik R., Dybowski K., Paweta S., Wołowiec E.: „Properties of surface layers processed by a new, high-temperature vacuum carburizing technology with prenitriding – PreNitLPC”, Advanced Materials Research Vol. 452–453, 2012, pp. 401–406
• 16. Korecki M., Olejnik J., Kula P., Pietrasik R., Wołowiec E.: „Hornos de vacio LPC+LPN+HPGQ 25 BAR N2/HE”, Tratamientos Termicos, Abril 2011, pp. 17–21.
• 17. Michalak M., Piekoszewski W., Wulczyński J., Szczerek M.: Wpływ twardości podłoża na pitting elementów z powłokami PVD. Inżynieria Materiałowa 6 (196)/2013, s. 756–759.