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

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.

3

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.

4

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.

5

XPS Investigation of the interaction between aluminium alloy and lubricating oil additives

Hu L., Chen J., Kajdas Cz.

Tribologia

|

2001

|

nr 1

7-22

EN

The present paper relates to research focused on the aluminum alloy (Al 2024) interaction with 10 different additives and their impact on tribological characteristics of a steel-on-Al alloy friction contact system. Oil immersion tests of Al 2024 in several lubricants composed of a liquid paraffin containing 2 wt.% of most effective additives were conducted at several temperatures. The formed films on the aluminum alloy surface were tested with Kyowa Model DF.PM one-way reciprocating tribometer against 3.0 mm diameter AISI 52100 steel ball. Friction coefficients and the aluminum alloy wear were measured. Conventional tests lubricated with all the oils were also performed using the same apparatus and SRV friction machine. The composition and chemical states of the formed films on the aluminum alloy were investigated with X-ray electron spectrometry (XPS). The obtained results clearly demonstrate that dibutyl phosphite and zinc dialkyl dithiopho-sphate react with the aluminum alloy at elevated temperatures forming aluminum phosphite or aluminum phosphate, respectively. These two additives were found to be the most effective in lubrication of the investigated steel-on-aluminum alloy system.

PL

Badano wpływ oleju parafinowego zawierającego różne dodatki na właściwości tribologiczne układu tarciowego stal-stop aluminium Al 2024. Przeprowadzone eksperymenty obejmowały: (i) testy imersyjne Al 2024 w oleju zawierającym 2% badanego dodatku, (ii) oznaczenie wpływu utworzonego w warunkach testu imersyjnego filmu na zmianę współczynnika tarcia i zużycia stopu w układzie tarciowym kulka stalowa/Al 2024 (tribometr Kyowa DF.PM) oraz (iii) konwencjonalnie smarowane testy tribologiczne w takim samym układzie materiałowym, przeprowadzone w takim samym układzie materiałowym na maszynie tarciowej SRV. Skład chemiczny filmów imersyjnych i obszarów zużycia stopu Al badano za pomocą spektroskopii fotoelektronów wybijanych promieniowaniem rentgenowskim (XPS). Stwierdzono, ze fosforyn dibutylu (DBP) i ZDDP reagują z powierzchnią stopu Al tworząc odpowiednio fosforyn i fosforan aluminium. Spośród przebadanych 10 dodatków DBP i ZDDP dają najlepsze efekty smarowania układu tarciowego stal LH15/A12024.

6

Antiwear properties and lubrication mechanism of aliphatic esters in a model aromatic base fluid

Kajdas Cz., Shuga'a A. K.

Tribologia

|

1999

|

nr 3

289-299

EN

A wide variety of ester oils is presently used in many applicatios including engine oils, gear oli and hydraulic fluids. Incorporated to mineral oli esters benerally improve the lubricant antiwear propertyThe obtained results early evidence the previously proposed reaction mechanism of esters which is based on the negative-ion-radical action mechanism (NIRAM).

PL

Obecnie oleje estrowe sa szeroko stosowane, m.in. do olejów silikonowych , smarowych, i cieczy hydraulicznych.Estry wprowadzone do olejów mineralnych generalnie poprawiająich właściwości przeciwzużyciowe .Uzyskane syntezy, były wykorzystywane w przedstawionych badaniach w charakterze dodatków.Wyniki potwierdziły wcześniej zaproponowany machanizm jednorodnikowy (NIRAM).