Wpływ submikrometrycznych cząstek smarów stałych w warstwie wierzchniej części pracujących w podwyższonych temperaturach na właściwości tribologiczne

• Autorzy: Lijewski M. , Leshchynsky V. , Wiśniewska-Weinert H. , Sulej-Chojnacka J.

Warianty tytułu

EN

Influence of sub-micrometric solid lubricant particles in the surface layer of parts operating at high temperatures on the tribological properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W wysokich temperaturach tradycyjne środki smarujące tracą swoje właściwości. Opracowanie nowych technologii smarowania i środków smarnych do praktycznego zastosowanie w przemyśle jest wyzwaniem wielu krajowych i zagranicznych ośrodków badawczo-naukowych [L. 1, 2]. W artykule opisano procesy tribologiczne: tarcie i zużycie współpracujących układów tribologicznych działających w wysokich temperaturach. Badane pary trące zostały poddane procesowi modyfikacji (impregnacji) jednego z elementów pary trącej – tarczy submikrometrycznymi cząstkami smarów stałych. Własności eksploatacyjne wytworzonego filmu smarnego są zależne od właściwości chemicznych i fizycznych skomponowanej substancji smarującej [L. 1]. W pracy przedstawiono morfologię cząstek smarów stałych otrzymanych technologią RCT (Rolling Cleavage Technology). Jest to proces rozdrabniania materiałów, w wyniku którego zostaje wytworzona struktura submikrometryczna (frakcja nano i mikro). W wyniku zmiany wielkości cząstek następuje zmiana właściwości danego materiału. Celem pracy było wyznaczenie wpływu warunków tarcia, rodzaju i morfologii cząstek smarów stałych na proces zużycia. Analiza otrzymanych wyników dowodzi, że smary stałe MoS2 i WS2 z dodatkiem grafitu obniżają współczynnik tarcia i zużycie elementów współpracujących, powodując wydłużenie ich czasu pracy. Dodatek grafitu powoduje zachowanie właściwości tribologicznych mieszanki smarnej na bazie MoS2 i WS2 w wyższych temperaturach. Natomiast takie smary stałe jak BaF2, CaF2 i h-BN nie spełniają wymagań tribologicznych dla układów pracujących w wysokich temperaturach.

EN

In the case of high temperatures, traditional lubricating agents lose their properties. An important element is the development of new means of lubrication applicable to industry. The lubrication of systems working at specified intervals becomes an important problem. This article describes the tribological processes of friction and wear of cooperating tribological systems at high temperatures. The studied friction pairs were subjected to a process of modification (impregnation) of the surface with sub-micrometric particles of solid greases. The force of friction and base reaction force of a produced lubricating film are very important and dependent on the chemical and physical properties of particles comprising the lubricating film. The article presents the morphologies of particles of solid greases subjected to RCT (Rolling Cleavage Technology). This is a process of comminution of materials, as a result of which there is produced a submicrometric structure (grouping of nano- and micro-structures). As a result of the change in the sizes of the particles, there follows a change in the properties of a given material. The aim of this work was the determination of the influence of fiction conditions, type, and morphology of particles of solid greases on the wear process. The presented test results and analysis show that the solid greases MoS2 and WS2 with the addition of graphite lower the coefficient of friction and wear of contacting components, causing the extension of the lifetimes of tribological pairings. Simultaneously, the addition of graphite causes the preservation of the tribological properties of the aforementioned greases at higher temperatures. Solid greases: BaF2, CaF2, and h-BN do not fulfil the tribological requirements for systems working at high temperatures.

Słowa kluczowe

PL

warstwa wierzchnia; sub-mikrometyrczne; tarcie; smary stałe; temperatura; nanocząstka

EN

surface layer; sub-micrometric; friction; greases; temperature; nanoparticle

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 3
• Strony: 119--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Lijewski M.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II, 61-139 Poznań, Polska

autor

Leshchynsky V.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II, 61-139 Poznań, Polska

autor

Wiśniewska-Weinert H.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II, 61-139 Poznań, Polska

autor

Sulej-Chojnacka J.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II, 61-139 Poznań, Polska

Bibliografia

• 1. Leschynsky V., Ignatiev M., Rybak T.: Badania procesu tarcia w wysokich temperaturach pary tuleja-wałek z nanocząsteczkowym smarem stałym, Obróbka Plastyczna Metali, t. XX, nr 4, 2009.
• 2. Wiśniewska-Weinert H.: Kompozyty z siarczkowymi nanocząsteczkami grafenopodobnymi, Open Access Library, Volume 2 (15) 2012, 1–184 (in polish).
• 3. Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. WNT, Warszawa 1995.
• 4. Lijewski M., Wiśniewski T., Janczak M., Leshchynsky V.: Wpływ procesu azotowania i modyfikacji warstwy wierzchniej nanokompozytem smarów stałych na właściwości tribologiczne i trwałość części układów pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych, Obróbka Plastyczna Metali, t. XXII, nr 3 (2011).
• 5. Heshmat H.: The Quasi-Hydrodynamic Mechanism of Powder Lubrication. Part III: On Theory and Rheology of Triboparticulates, Tribol. Trans., 1995, 38(2), pp. 269–276.
• 6. Faraon I.C., Schipper D.J.: Stribeck Curve for Starved Line Contacts, J. of Tribology, 2007, 129, 181–187.
• 7. Heshmat H., Brewe D.E.: On Some Experimental Rheological Aspects of Triboparticulates, Wear Particles: From the Cradle to the Grave, D.D. Dowson, C.M. Taylor, T.H. Childs, M. Godet, and G. Dalmaz, eds., Elsevier Tribology Series 21, Elsevier Science Publishers BV (North-Holland), Amsterdam, Netherlands 1992, 357–367.
• 8. Praca zbiorowa (red. Szczerek M., Wiśniewski M.: Tribologia i tribotechnika. Polskie Towarzystwo Tribologiczne, Instytut Technologii Eksploatacji, Stowarzyszenie Inżynierów i Technikow Mechanikow Polskich, Radom 2000.
• 9. Rapaport L., Leshchinksky V., Lvovsky M., Lapsker I., Volovik Yu., Feldman Y., Popovitz-Biro R., Tenne R.: Superior Tribological Properties of Powder material with Solid Lubricants nanoparticles, Wear 255, 2003, 794–800.
• 10. Lawrowski Z.: Bezobsługowe łożyska ślizgowe, Politechnika Wrocławska, Wrocław 2006.
• 11. Elmoe T.D., Trioli A., Grunwaldt J-D., Pratsinis S.E.: Filtration of nanoparticles: evolution of cake structure and pressure-drop, Journal of Aerosol Science 40, 2009, 965–981.
• 12. Patent pt. Sposób i urządzenie do wytwarzania grafenopodobnych nanocząstek (PCT/PL2010/000090, 21.09.2010 EP 10768086.0 – 2104 06.09.2011).