Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ dodatków węglowych na właściwości tribologiczne kompozytów spiekanych na osnowie aluminiowej

Hekner B., Myalski J.

Tribologia

|

2015

|

nr 5

29--40

PL

W artykule przedstawiono wpływ rodzaju zbrojenia oraz dodatków węglowych na właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych wytworzonych do potencjalnych zastosowań w wysokoobciążonych węzłach tarcia. Analizie poddano wpływ nanorurek węglowych i amorficznej postaci węgla na właściwości tribologiczne kompozytów z osnową aluminiową. Technologia wytworzenia materiałów bazowała na metodach wysokoenergetycznego mielenia proszków w młynach planetarnych, z późniejszym prasowaniem na gorąco w fazie ciekłokrystalicznej. Do badań wykorzystano kompozyty na osnowie aluminium, zbrojone węglikiem krzemu (SiC) lub azotkiem krzemu (Si3N4). Jako dodatki węglowe wykorzystano 1% wag. wielościennych nanorurek węglowych (CNTs) lub 5% wag. cząstek węgla szklistego (GC). Właściwy dobór parametrów mielenia (prędkość, stosunek masy proszku do masy mielników, czas itd.) pozwalał na uzyskanie energii potrzebnej do fragmentacji cząstek ceramicznych do skali nano- lub submicro oraz homogenizację materiału w całej jego objętości. Dokonano oceny właściwości tribologicznych wytworzonych materiałów (współczynnik tarcia, zużycie itp.) w temperaturze otoczenia i w podwyższonej. Badania potwierdziły, że ze względu na pożądaną wartość współczynnika tarcia (COF) oraz mały ubytek masy wytwarzane materiały mogą być stosowane w przemyśle samochodowym, np. na okładziny klocków hamulcowych. Odnotowano wysoką stabilność COF na pożądanym poziomie (0,5–0,8) w szerokim zakresie temperatury (powyżej 400°C). Zastosowanie dodatków węglowych spowodowało poprawę właściwości ciernych. Materiał zbrojony azotkiem krzemu z dodatkiem cząstek węgla szklistego wykazał najlepsze właściwości cierne spośród badanych materiałów.

EN

This paper presents the influence of a type of reinforcement and carbon additives on the tribological properties of composite materials, which were manufactured for potential application in highly loaded friction contacts. The influence of carbon nanotubes and amorphous phase of carbon on the tribological properties of aluminium-based composites was measured. The manufacturing technology of the created materials is based on high-energy milling of powders with subsequent hot pressing at the semi-liquid phase. During research, the aluminium-based composites reinforced by silicon carbide (SiC) or silicon nitride (Si3N4) were produced. The 1 wt.% of carbon nanotubes (CNTs) or 5 wt.% of glassy carbon particles (GC) were used as additives. The proper selection of milling parameters (velocity, ball to powder ratio, etc.) provided an opportunity to obtain the energy level, which was required for the proper fragmentation of reinforcement particles and for the proper homogenisation of composite powder. The tribological properties of wear were measured (coefficient of friction, wear ratio, etc.) at ambient and high temperatures for the manufactured materials. The conducted research confirm that, due to the adequate level of the friction coefficient and low wear, the presented materials can be used in the automotive industry, e.g. like brake pads. High stability at the required level (0.5–0.8) at temperatures higher than 400°C was observed. The application of carbon additions led to the increase of friction properties. The composite reinforced by silicon nitride was characterized by the best friction properties among the analysed materials.

2

Tribological consequences of kind, size and segregate of heterophase reinforcement development by centrifugal casting

Dolata-Grosz A., Śleziona J., Wieczorek J.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

762-767

EN

The aim of the study was to evaluate the differences in tribological properties on the cross-sections of heterophase composites produced via centrifugal casting. The research referred to a composite material with an AlSil2CuNiMg2 casting aluminium alloy-based matrix, reinforced with a heterophase mixture of AI2O3 or SiC particles combined with glassy carbon (Cg). For the heterophase composite glass carbon was applied to modify frictional properties. The tribological investigations were conducted using a T01-M tester which allows the determination of the friction coefficient and the level of composite materials' wear when cooperating with a cast iron pin under dry friction conditions. It was found that the application for the composite products shaping centrifugal casting technology may have developed vertical diversification in the reinforcing particles distribution and following on from this diverse tribological properties depending on the place of the sample taking (Fig. 2 and Fig. 4). In the tested systems, both the friction couple components wear and the friction coefficient are lower for the test piece sampled from the sleeve's upper part when compared to the values recorded for the couples where the composite ring was sampled from the lower or middle part of the cast. That is why, when designing the technological processes and processing heterophase composites, especially through centrifugal casting, the fact should be taken into account that throughout the height of the products obtained, non-uniformity of the reinforcement distribution occurs.

PL

Celem zrealizowanych badań była ocena różnic występujących we właściwościach tribologicznych na przekroju kompozytów heterofazowych, wytworzonych w procesie odlewania odśrodkowego. Badaniami objęto materiał kompozytowy o osnowie odlewniczego stopu aluminium AlSil2CuNiMg2, zbrojony heterofazowo mieszaniną cząstek AI2O3 lub SiCw połączeniu z węglem szklistym (Cg). Węgiel szklisty, w kompozycie heterofazowym, zastosowano w celu modyfikacji właściwości ciernych. Badania tribologiczne przeprowadzono z wykorzystaniem testera T01-M, pozwalającym wyznaczyć wartość współczynnika tarcia oraz poziom zużycia materiałów kompozytowych we współpracy z żeliwnym trzpieniem, w warunkach tarcia technicznie suchego. Stwierdzono, że stosowanie do kształtowania wyrobów kompozytowych technologii odlewania odśrodkowego wywołać może pionowe zróżnicowanie w rozkładzie cząstek zbrojących, a co za tym idzie różnorodne właściwości tribologiczne zależne od miejsca pobrania próbki. W badanych układach zaobserwowano, iż zarówno zużycie elementów pary ciernej, jak i współczynnik tarcia są mniejsze dla kompozytowego pierścienia pobranego z górnej części tulei w porównaniu do wartości zarejestrowanych dla skojarzeń, gdzie kompozytowy pierścień pobrany był z dolnej lub środkowej części odlewu. Stąd, w trakcie projektowania procesów technologicznych i przetwarzania kompozytów heterofazowych, szczególnie na drodze odlewania odśrodkowego, należy wziąć pod uwagę fakt powstania nierównomierności rozkładu zbrojenia na wysokości otrzymanych wyrobów.

3

Tribological properties of heterophase composites with an aluminium matrix

Myalski J., Wieczorek J., Dolata-Grosz A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 15, nr 1-2

53--57

EN

Purpose: The paper presents the investigation results of tribological properties of composites with an aluminium matrix, which contain various types of reinforcing particles. Design/methodology/approach: Tribological tests were carried out on composites containing SiC or Al2O3reinforcing particles (homophase composites) and composites reinforced with a mixture of SiC or Al2O3particles with an additive of glass carbon (heterophase composites) as a frictional properties modifier. Findings: The results of friction and wear coefficients’ investigation allowed the determination of how the addition of glass carbon can influence tribological characteristics. The replacement of the part of the reinforcement with glass carbon particles led to a reduction of both the friction and wear coefficients of heterophase composites and of the grey cast iron cooperating with them. Practical implications: The results obtained allow us to claim that it is possible to change the tribological properties of composites as a result of using reinforcing particles with various physical and mechanical characteristics. Originality/value: The utilization of heterophase reinforcement enables, to a large extent, the broadening of the possibilities of designing the tribological properties of friction couples.