Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Scuffing and rolling contact fatigue as effects of the chemistry of lubricating oils

Piekoszewski W., Tuszyński W.

Tribologia

|

2004

|

nr 6

21-37

EN

The aim of the research was to establish a relationship between the resistance of a tribosystem to scuffing and surface fatigue as a result of the type and concentration of AW/EP additives in lubricating oils. Lubricating oils of various chemical composition were tested. A base mineral oil was blended with commercial packages of lubricating additives of AW and EP type, at different concentrations. The AW additives contained ZDDP, and EP ones - organic S-P compounds. The tests were performed in two different four-ball testers. The first one (denoted as T-02) was used to determine extreme-pressure (EP) properties at sliding friction - a new method for testing scuffing and seizure was employed. The second instrument (denoted as T-03) was used to assess the surface fatigue (pitting) life at rolling movement. It is shown that AW additives not only improve EP properties but - at a small concentration - are also beneficial for the fatigue life. An increas of the content of AW additives leads to an improvement of EP properties but may reduce the fatigue life. EP additives - even at a small concentration - significantly improve EP properties. A small concentration of EP additives gives no influenc on the fatigue life. An increase of the content of EP additives leads to a further improvement of EP properties. However, this is accompanied by a much decrease in the fatigue life. By using a scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS), glow discharge optical emission spectrometer (GDOES), and Fourier transform infrared microspectrophotometer (FTIRM) for analysis of the worn surface, the authors identified mechanisms of action of various lubricating additives under different friction conditions. It must be emphasized here that GDOES is mainly used to analyze flat surfaces; results for small wear scars on non-flat surfaces (balls), like in this study, are published very rarely.

PL

W artykule przedstawiono odporność węzła tarcia na zacieranie i powierzchniowe zużycie zmęczeniowe w funkcji rodzaju i stężenia dodatków smarnościowych AW i EP w oleju. W tym celu zbadano serię olejów smarowych o zmienianym w sposób modelowy składzie chemicznym. Olejem bazowym był olej mineralny. Olej ten mieszano z handlowymi pakietami dodatków smarnościowych różnego typu. Były to dwa różne pakiety dodatków przeciwzużyciowych (typu AW) i dwa pakiety dodatków przeciwzatarciowych (typu EP). Dodatki przeciwzużyciowe zawierały dialkiloditiofosforan cynku - ZDDP, zaś przeciwzatarciowe - organiczne związki siarkowo-fosforowe. Dodatki smarnościowe dodawano do oleju bazowego w różnych stężeniach. Badania tribologiczne wykonano za pomocą dwóch aparatów czterokulowych, wytworzonych w ITeE - PIB. Aparat T-02 posłużył do wyznaczenia właściwości przeciwzatarciowych smarowanego badanymi olejami węzła tarcia, w warunkach styku ślizgowego. Aparat czterokulowy T-03 umożliwił wykonanie badań trwałości zmęczeniowej w ruchu tocznym. Wykazano, że dodatki AW polepszają nie tylko właściwości przeciwzatarciowe smarowanego nimi węzła tarcia, ale dodatkowo - dodane w niewielkiej ilości - wpływają korzystnie na trwałość zmęczeniową. Zwiększenie stężenia dodatków AW w oleju bazowym pozwala znacząco poprawić właściwości przeciwzatarciowe, może mieć jednak niekorzystny wpływ na trwałość zmęczeniową. Dodatki EP, dodane nawet w niewielkim stężeniu do oleju bazowego, powodują kilkakrotną poprawę właściwości przeciwzatarciowych, praktycznie nie wpływając przy tym jednak na trwałość zmęczeniową. Zwiększenie stężenia tych dodatków skutkuje dalszym polepszeniem właściwości przeciwzatarciowych. Towarzyszy temu jednak znaczny spadek trwałości zmęczeniowej. Wyniki badań tribologicznych zinterpretowano w oparciu o analizy powierzchni tarcia za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), energodyspersyjnego mikroanalizatora rentgenowskiego (EDS), optycznego spektrometru emisyjnego z wyładowaniem jarzeniowym (GDOES) oraz mikrospektrofotometru w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIRM). Trzeba dodać w tym miejscu, że technika GDOES jest wykorzystywana przeważnie do badania próbek płaskich. Natomiast analizy tą techniką próbek niepłaskich (kulek), a szczególnie małych śladów zużycia na takich próbkach, spotyka się w literaturze niezmiernie rzadko. Autorzy pomyślnie wykorzystali technikę GDOES do takich analiz.

2

Wpływ przeciwutleniaczy na aktywność tribologiczną nienasyconych dodatków przeciwzużyciowych

Molenda J., Grądkowski M.

Tribologia

|

2003

|

nr 3

61--79

PL

Celem pracy było określenie wpływu 2,6-di-tert-butylo-4-metylofenolu (BHT) na aktywność przeciwzużyciową modelowej kompozycji smarowej, zawierającej 1% masowy 3-alliloksy-l,2-propanodiolu w n-heksadekanie. Stwierdzono, iż w przypadku zastosowania kompozycji binarnej w podwyższonej temperaturze, tj. 80°C występuje 63-procentowa redukcja zużycia objętościowego węzła tarcia w porównaniu ze zużyciem węzła smarowanego n-heksadekanem. Uzyskane wyniki wskazują, iż nie występuje negatywne oddziaływanie przeciwutleniacza na skuteczność przeciwzużyciową dodatków nienasyconych. Obserwowany efekt przeciwzużyciowy związany jest z przebiegającymi reakcjami chemicznymi zarówno w fazie objętościowej medium smarowego, jak również na granicy faz środek smarowy-warstwa wierzchnia. Zidentyfikowano strukturę chemiczną związków tworzących podczas tarcia warstwy graniczne.

EN

This paper aims at investigating an antiwear influence of 2,6-di-tert- buthyl-4-methyl-phenol (BHT) on antiwear activity of model composition containing 1% m/m 3-allyloxy-l,2-propandiol in n-hexadecane. It has been shown that this composition reduces volume wear of friction pair at 80°C in comparison with pure n-hexadecane. Obtained results show no negative effect of antioxidant on antiwear efficiency of unsaturated additives. Observed antiwear action is connected with chemical reactions proceeding in the bulk lubricant as well as on lubricant - external layer interface. It has been also identified chemical structure of compounds forming boundary layers during friction.

3

Właściwości przeciwzużyciowe, przeciwzatarciowe i trwałość zmęczeniowa węzła tarcia jako efekt rodzaju i stężenia dodatków smarnościowych w oleju

Piekoszewski W., Tuszyński W.

Tribologia

|

2003

|

nr 5

203-220

PL

W artykule zamieszczono wyniki tribologicznych badań serii olejów smarowych o zmienianym w sposób modelowy składzie chemicznym. Olejem bazowym był olej mineralny. Olej ten mieszano z handlowymi pakietami dodatków smarnościowych różnego typu. Były to dwa różne pakiety dodatków przeciwzużyciowych (typu AW) i dwa pakiety dodatków przeciwzatarciowych (typu EP). Dodatki przeciwzużyciowe zawierały dialkiloditiofosforan cynku - ZDDP, zaś przeciwzatarciowe - organiczne związki siarkowo-fosforowe. Dodatki smarnościowe dodawano do oleju bazowego w różnych stężeniach. Badania tribologiczne wykonano za pomocą dwóch aparatów czterokulowych, wytworzonych w ITeE. Aparat T-02 posłużył do wyznaczenia właściwości przeciwzużyciowych i przeciwzatarciowych smarowanego badanymi olejami węzła tarcia. Aparat czterokulowy T-03 umożliwił wykonanie badań trwałości zmęczeniowej (pittingu). Wykazano, że dodatki AW polepszają nie tylko właściwości przeciwzużyciowe smarowanego nimi węzła tarcia, ale dodatkowo - dodane w niewielkiej ilości - wpływają korzystnie na trwałość zmęczeniową. Zwiększenie stężenia dodatków AW w oleju bazowym pozwala znacząco poprawić właściwości przeciwzużyciowe, ma jednak niekorzystny wpływ na trwałość zmęczeniową. Dodatki EP, dodane nawet w niewielkim stężeniu do oleju bazowego, powodują kilkukrotną poprawę właściwości przeciwzatarciowych oraz w znacznie mniejszym stopniu przeciwzużyciowych, praktycznie nie wpływając przy tym jednak na trwałość zmęczeniową. Zwiększenie stężenia tych dodatków skutkuje polepszeniem właściwości przeciwzatarciowych, jak też przeciwzużyciowych. Towarzyszy temu jednak znaczny spadek trwałości zmęczeniowej. Wyniki badań tribologicznych zinterpretowano w oparciu o analizy powierzchni tarcia za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) i mikroanalizatora rentgenowskiego (EDS).

EN

The authors present results of testing of lubricating oils of various chemical composition. A mineral base oil was blended with commercial lubricating additives of different type and concentration. Two different AW (antiwear) additives and EP (extreme-pressure) ones were used. The AW additives contained ZDDP, and EP ones - organic S-P compounds. The additives are typical of automotive gear oils. The tribological tests were performed in two different four-ball testers. The first one (denoted T-02) was used to determine AW/EP properties at sliding friction. The second instrument (T-03) was used to assess the fatigue (pitting) life at rolling movement. Both the testers were designed and are manufactured by ITeE. The results indicate that AW additives not only improve AW properties (as expected) but are also beneficial for the fatigue life, particularly at small concentrations. An increase of the concentration of such additives leads to an improvement of AW properties but has a disadvantageous effect on the fatigue life. EP additives - even at a small concentration - significantly improve EP properties, and slightly AW properties, but without any influence on the fatigue life. An increase of the concentration of such additives leads to a further improvement of EP and AW properties. However, this is accompanied by a much decrease of the fatigue life. By using SEM and EDS for analysis of the worn surface, the authors were enabled to identify mechanisms of action of various lubricating additives under different friction conditions.

4

Study of chemical nature of organic products forming during friction on steel surface lubricated by unsaturated compounds

Molenda J., Grądkowski M., Kajdas C.

Tribologia

|

2003

|

nr 1

93--102

EN

The present work aims at a better understanding of tribochemical reactions controlling the steel-on-steel wear process by organic additives containing double bonding. Effect on the wear and tribochemical reactions of selected unsaturated additives in dissolved n-hexadecane were investigated under boundary lubrication conditions in ball-on-disk contact. Several modern microanalytical (FTIRM, SEM/EDS and XPS) techniques were used to get more detailed information concerning the tribochemistry of the tested compounds.

PL

Celem niniejszej pracy było poznanie reakcji tribochemicznych organicznych związków nienasyconych, które wpływają na zużycie skojarzenia tribologicznego, wykonanego ze stali łożyskowej. Wybrane kompozycje dodatków nienasyconych w n-heksadekanie badano w skojarzeniu kula-tarcza, w warunkach tarcia granicznego. Odłożone, na roboczych powierzchniach węzła tarcia, organiczne produkty przemian tribochemicznych badano za pomocą nowoczesnych technik mikroanalizy powierzchni, tj. FTIRM, SEM/EDS oraz XPS.

5

Charakterystyka przeciwzuźyciowa i reakcje tribochemiczne estrów alifatycznych

Kajdas C., Al-Nozili M.

Tribologia

|

2002

|

nr 3

861-877

PL

W artykule przedstawiono wyniki badania estrów z punktu widzenia właściwości przeciwzużyciowych i reakcji tribochemicznych. Badano monoestry, diestry, hydroksykwasy, diole zawierające 16 atomów węgla w cząstecze i dikwas palmitynowy. Zasadniczym celem pracy było porównanie wybranych związków, które mogą ulec reakcji tribopolikondensacji, ze związkami o budowie chemicznej wykluczającej taką reakcję. Badania tribologiczne prowadzono na aparacie T-01M (trzpień-tarcza) produkcji Instytutu Technologii Eksploatacji Maszyn w Radomiu. Jako substancje smarowe stosowano roztwory dodatków w alfa-metylonaftalenie. Do oceny właściwości przeciwzużciowych diestrów i generowania niektórych produktów triboreakcji jako substancje smarowe stosowano czyste związki. Analizę utworzonych depozytów w styku tarciowym przeprowadzono za pomocą mikrospektrskopii w podczerwieni z transformacją Furiera (FTIRM). Uzyskane wyniki badań tribologicznych, szczegółowa analiza widm podczerwieni depozytów utworzonych w strefie styku tarciowego i dane literaturowe pozwoliły na sformułowanie nowego mechanizmu działania monoestru kwasu dikarboksylowego C36 i glikolu etylenowego. W warunach dynamicznych, pod wpływem wysokiej temperatury i elektronów emitowanych ze świeżo odkrytych powierzchni, monoester reaguje z powierzchnią zarówno poprzez grupę karboksylową, jak też i hydroksylową tworząc połączenia o charakterze soli. Jednocześnie potwierdzono istotność niehydrolitycznego mechanizmu działania estrów jako dodatków przeciwzużyciowych.

EN

The paper presents experimental results concerning esters' antiwear properties and tribochemical reactions. Monoesters, diesters along with hydroxyacids, C16-diols and palmitic diacid were investigated. The research aimed at comparing the antiwear behavior of hydroxyacids and esters - able to form polymers - with those esters and other compounds that are not able to polymerize. Using mostly the steel ball-on-steel disk friction system (T-01M apparatus) antiwear characteristics of the tested compounds were obtained. Some pin-on-disk tests were performed to generate tribochemical reaction products using aluminium. To nalyze the formed deposits on wear tracks FTIRM analysis technique was applied. Obtained results demonstrate that the tribopolymerization process is not significant neither for hydroxyacids nor monoesters containing both carboxylic and hydroxyl groups. Tribochemical reaction mechanisms for diesters and monoester dimer C36/ethylen glycol are proposed.

6

Badania tribologiczne warstw przeciwzużyciowych w warunkach ekstremalnych wymuszeń

Michalczewski R., Piekoszewski W., Szczerek M.

Tribologia

|

2002

|

nr 3

957-964

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań powłok TiN, CrN i ZrN w warunkach zacierania. Celem badań było określenie możliwości zwiększenia odporności na zacieranie smarowanych stalowych elementów trących poprzez pokrycie powierzchni stali cienką, twardą powłoką przeciwzużyciową. Badania zostały przeprowadzone z wykorzystaniem aparatu czterokulowego. Elementy testowe czterokulowego węzła tarcia pokryte powłokami PVD były smarowane olejem bazowym oraz kompozycjami olejowymi z dodatkami EP i AW. Ślady zużycia poddano analizie wykorzystując mikroskopię skaningową (SEM) oraz mikroanalizę rentgenowską (EDS). Pokrycie elementów testowych czterokulowego węzła tarcia powłoką PVD skutkowało wzrostem obciążenia powodującego zatarcie węzła tarcia. Stwierdzono, że powszechnie używane dodatki typu AW i EP nie mają wpływu na charakterystyki tribologiczne elementów pokrytych powłokami. Uzyskane wyniki wskazują na możliwość zwiększenia odporności na zacieranie smarowanych elementów maszyn poprzez zastosowanie powłok PVD.

EN

The authors show the results of investigation of PVD coatings (TiN, CrN, and ZrN) under scuffing conditions. The aim of research is to increase the resistance to scuffing of lubricated friction joints by modification of the surface layer properties. The tribological experiments were realized using a Four-ball Tester. The four-ball friction pair with PVD deposited coatings was lubricated with a base oil with and without EP and AW additives, The worn surface was analysed using SEM and EDS techniques. It is shown that PVD coatings affect the scuffing load. Commonly, commercially available AW and EP additives do not have any effect on tribological characteristics of coated specimens. The obtained results show the possibility to increase the resistance to scuffing of lubricated machine parts by deposition of PVD coatings.

7

Ocena metod badań wykonywanych za pomocą aparatu czterokulowego

Pytko S., Szczerek M., Tuszyński W.

Tribologia

|

2001

|

nr 4

711-724

PL

Wykonano badania olejów smarowych: o różnej lepkości, różnym rodzaju i zawartości dodatków smarnościowych, a także olejów przekładniowych klas jakościowych API GL-3 do GL-6. Do badań użyto aparatu czterokulowego. Wykonano wszystkie zalecane w PN-76/C-04147 metody, a także metodę własną polegającą na badaniu środków smarowych w warunkach zacierania. Na podstawie dodatkowo wykonanych obliczeń oceniono wymuszenia w węźle tarcia w czasie realizacji poszczególnych metod. Wykonane badania i obliczenia pozwoliły stwierdzić, że każda z metod jest najbardziej "efektywna" tylko w odniesieniu do określonych środków smarowych. Niektóre z metod wykazują bardzo małą "czułość" na skład chemiczny badanych olejów.

EN

The authors used a four-ball apparatus to test various lube oils: having different viscosity, with AW and EP additives at different concentration, and gear oils of different API GL quality levels. They employed all four-ball test methods described in Polish Standard PN-76/C-04147 as well as their own method for investigation of lubricants under scuffing conditions. The conditions in the contact zone during the realisation of the particular methods were assessed on the base of additional calculations. The results of tribological experiments and calculations enable the authors to state that each of the four-ball methods is most 'effective' only for a group of lube oils, not for all. What is more, some of the methods show very poor 'sensitivity' to chemical composition of the tested oils.