Formation of physical interactions in polymer-steel friction pairs

• Autorzy: Przepiórka J. , Szczerek M.

Warianty tytułu

PL

Kształtowanie fizykalnych oddziaływań w polimerowo-stalowym węźle tarcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the results of tribological studies of metal-polymer pairs by taking into account a wide range of the externally applied parameters of friction pairs (pressure, rubbing speed), reaching the limits of polymer flow. Adhesion is the dominant mechanism of the wear of polymer-steel friction pairs; it triggers off the transfer of the polymer onto the metal as a result of local joining between the chains of hydrocarbons and the active centres located on the surface of the steel element. The main reason for this phenomenon is the high oxidation susceptibility of the metal element and, as a result, a tendency for oxide formation on its surface. This is a spontaneous phenomenon that is taking place in a short time, and the degree of over-reaction depends on the duration of exposure, humidity, temperature, the presence of impurities on the surface of the metal element, and many other factors. Therefore, limiting the formation of oxides on the surface of the metal element is a key issue related to enhancing the resistance of a polymer-metal friction pair resistance to adhesive wear.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych skojarzeń materiałowych stal-polimer, uwzględniając szeroki zakres wymuszeń parametrów badań węzła tarcia (naciski powierzchniowe, prędkość poślizgu), dochodząc do granic płynięcia polimeru. Dominującym mechanizmem zużywania polimerowo-metalowych węzłów tarcia jest adhezja powodująca przenoszenie polimeru na metal na skutek powstawania lokalnych szczepień pomiędzy łańcuchami węglowodorów a aktywnymi centrami zlokalizowanymi na powierzchni elementu metalowego. Głównym powodem występowania tego zjawiska jest duża skłonność elementu metalowego do utleniania się, a w konsekwencji do powstawania na jego powierzchni tlenków żelaza. Jest to zjawisko występujące samorzutnie w bardzo krótkim czasie a stopień przereagowania uzależniony jest od czasu ekspozycji, wilgotności, temperatury, obecności na powierzchni elementu metalowego zanieczyszczeń i wielu innych czynników.

Słowa kluczowe

EN

friction coefficient; polyethylene; steel

PL

współczynnik tarcia; polietylen; stal

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 3
• Strony: 153--159
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Przepiórka J.

• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities, Faculty of Materials Science and Design, ul. Chrobrego, 26-600 Radom, Poland

autor

Szczerek M.

• The Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Tribology Department, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Poland

Bibliografia

• 1. Rymuza Z.: Trybologia polimerów ślizgowych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa 1986.
• 2. Polak A.: Przenoszenie materiału w łożysku ślizgowym stal-tworzywo sztuczne. Monografia, Politechnika Krakowska 1998.
• 3. Ziemiański K.: Zastosowanie Tworzyw sztucznych w budowie maszyn. Politechnika Wrocławska, Wrocław 1995.
• 4. Boizian C.: Molecular engineering of the polymer-metal Bond. Puer App/Chem. Vol. 64, No. 11, 1992, pp. 1647-1651.
• 5. Cameron F., Abrams C. F.: Inhomogeneous Coarse-Graining of Polymer and Polymer/Metal Interfaces. NIC series, vol. 23, 2004, pp. 275-288.
• 6. Tambe N. S.: Nanotribological investigation of materials for nanotechnology application. The Ohio State University, 2005.
• 7. Grundmeier G., Stratmann M.: Adhesion and De-adhesion mechanisms at Polymer/Metal interfaces. Annual Review of Material Research. Max-Plank Institute for Iron Research. Vol. 35, 2005, pp. 571-615.
• 8. Starczewski L.: Wodorowe zużywanie ciernych elementów maszyn. Monografia. Sulejówek 2002.
• 9. Cameron F., Abrams C. F.: Inhomogeneous Coarse-Graining of Polymer and Polymer/Metal Interfaces. NIC series, vol. 23, 2004, pp. 275-288.
• 10. Kelsall R., W., Hamley I., W., Geoghegan M.: Nanotechnologie. Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2012.
• 11. Capanidis D.: Mechanizm tarcia i zużywania wieloskładnikowych kompozytów na osnowie polioksymetylenu. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.