Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Surface Topography and Tribological Properties of Cutting Tool Coatings

Niemczewska-Wójcik Magdalena, Madej Monika

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 6

39--48

EN

The surface topography formed during the technological process has an influence on the wear characteristics and modifies the surface topography of friction components during the operation process, including cutting tools. It is therefore important to carry out research to find the best material and construction solutions to increase their durability and reliability. The research and analysis covered selected coatings (TiN, TiCN, TiAlN) applied to cutting tools for their anti-wear properties. The coatings were obtained through physical vapour deposition PVD. For the purpose of evaluating the tribological properties of the coatings, friction-wear tests were carried out in rotary motion on a ball-on-disc device (ball made of 100 Cr6 steel, discs made of SW7M steel coated with selected coatings) at a constant load (10N), under coolant lubrication conditions. Investigations of the surface topography before and after tribological tests were carried out on a confocal microscope. The friction coefficient and the amount of wear (wear track) of the coatings were shown to vary under the same operating conditions. The highest friction coefficient was obtained for the TiCN coating (0.199), while the lowest for the TiN coating (0.144) – the surface topography of the balls deteriorated (parameters Sq, Sz, Ssk, Sku increased in value). The highest linear wear (281.1 µm) was obtained for the TiAlN coating (the coating was torn halfway through the test), where the ball surface topography has improved (lowered values of parameters Sq, Sz, Ssk, Sku, Spd, Spc).

2

The influence of MoS2 on the tribological properties of polylactide (PLA) applied in 3D printing technology

Pawlak Wojciech, Kowalewski Piotr, Przekop Robert

Tribologia

|

2020

|

nr 1

57--62

EN

The article presents the results of basic tribological research of polylactide enriched with MoS2 powder. The research was conducted on a pin-on-disc station. Samples dimensions: 8 mm height, 8 mm diameter, printed in FFF/FDM method. Two mass percentages of addition were created: 1% and 2.5%. As counter-specimen steel (C45) disc was used. Ra roughness of counter-specimen was in the range of 0.3–0.4. The main purpose is to determine optimal, in the light of tribological properties, mass percentage values of additions in polylactide in the 3D printing application. The research has shown that materials with more MoS2 addition would not be a good material for use in the production of prototype bearings, due to increased linear wear. It is also worth noting that the MoS2 addition improves material properties in terms of the 3D printing process. Thanks to the addition, even up to 1%, the required temperature of the printing nozzle has been significantly reduced, as well as flow resistance in the nozzle.

PL

Artykuł przedstawia wyniki podstawowych badań tribologicznych polilaktydu wzbogaconego proszkiem MoS2. Badania zostały przeprowadzone na stanowisku pin-on-disc. Jako próbki zostały zastosowane walce o średnicy 8 mm, wytworzone w technologii FFF/FDM, stopnie wzbogacenia próbek to 1% oraz 2,5% wag. Jako przeciwpróbkę zastosowano dysk ze stali C45 o chropowatości Ra = 0,3–0,4. Badania mają charakter wstępny mają na celu ustalenie optymalnych pod kątem właściwości tribologicznych, wartości zawartości dodatków w polilaktydzie stosowanym w druku 3D. Badania wykazały, że materiały z większą ilością dodatku MoS2 nie stanowiłyby dobrego materiału do zastosowania w produkcji prototypowych łożysk ślizgowych z powodu zwiększonego zużycia liniowego. Wartym odnotowania jest również fakt, iż dodatek MoS2 powoduje polepszenie właściwości materiałowych pod kątem procesu druku 3D – dzięki dodatkowi już nawet w wysokości 1% znacznie obniżona została wymagana temperatura dyszy drukującej, a także obniżone opory przepływu w dyszy.

3

Research of Tribological Properties Of Polylactide (PLA) in the 3D Printing Process in Comparison to the Injection Process

Pawlak Wojciech, Wieleba Wojciech, Wróblewski Roman

Tribologia

|

2019

|

nr 1

25--28

EN

This article presents the results of studies on the tribological properties of linear wear and kinetic friction of polylactide processed by 3D printing (FFF) and injection moulding. Research was conducted on a pin on disc apparatus, and the test specimens used were polylactide cylinders with the counter specimen of C45 steel disc. Research was planned and executed with the planned experiment method for two variables: velocity of the counter specimen and pressure. The range of specified values was in the following sections: p = (0.2;0.6) MPa and v = (0.2;1.0) m/s . The conducted experiment had a target of defining the influence of a somewhat new method of 3D printing on the tribological properties of materials that might find application in prototyping plain bearings.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych: zużycia liniowego oraz tarci kinetycznego dla polilaktydu przetworzonego w procesie druku 3D (FFF) oraz w procesie wtryskiwania. Badania przeprowadzone zostały na aparaturze pin on disc, próbkę stanowił materiał badany, przeciwpróbkę – tarcza stalowa C45. Badania zostały zaplanowane i przeprowadzone przy pomocy eksperymentu rotalnego dla dwóch zmiennych – prędkości obrotowej tarczy stalowej oraz nacisku. Zakres określonych wartości zawierał się w przedziałach: p = (0.2;0.6) MPa and v = (0.2;1.0) m/s . Przeprowadzony eksperyment miał na celu przedstawienie wpływu stosunkowo nowej metody druku 3D na właściwości tworzyw sztucznych, mogących znaleźć zastosowanie w wytwarzaniu prototypowych lub krótkobieżnych łożysk ślizgowych.

4

The influence of the addition of graphite on the tribological properties of polylactic (PLA) applied in 3D printing technology

Pawlak W., Wieleba W., Kluczyński J., Śnieżek L.

Tribologia

|

2018

|

nr 1

89--93

EN

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań wpływu dodatku grafitu do PLA na zużycie liniowe oraz współczynnik tarcia. Jako próbkę zastosowano walec o średnicy 8 milimetrów wytworzony w procesie Fused Filament Fabrication, popularnie zwanym drukiem 3D. Badania zostały przeprowadzone na stanowisku typu pin-on-disc, w którym wykorzystano wyżej wspomnianą próbkę, współpracującą ślizgowo ze stalową tarczą – przeciwpróbką. Próbki użyte w badaniu wzbogacone były kolejno o 5%, 10%, 20% oraz 30% grafitu względem filamentu bazowego, tzw. Natural PLA, niewzbogaconego żadnymi dodatkami polepszającymi właściwości tribologiczne. Przeprowadzony eksperyment ma charakter badań wstępnych, a uzyskane wyniki stanowią podstawę do opracowania optymalnego składu filamentu o polepszonych właściwościach tribologicznych.

5

Analytical modelling of the linear wear of the inside of a pipe transporting loose materials

Chmielowiec A., Homik W.

Diagnostyka

|

2018

|

Vol. 19, No. 4

89--95

EN

This paper presents the results of an analysis of the linear wear of the inside of a pipe transporting loose materials. The aim is to present a mathematical model simulating the abrasive wear of individual elements of a transport pipe, depending on the volume of transported material. The model presented in this paper was developed based on the measurement data obtained from a dismantled transport system used in a railway handling terminal.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy zużycia liniowego materiału wewnątrz rury służącej do transportu materiałów sypkich. Celem artykułu jest zaprezentowanie modelu matematycznego, który pozwala symulować zużycie poszczególnych elementów rury transportowej w zależności od ilości przesypanego materiału. Prezentowany w artykule model opracowany został w oparciu o dane pomiarowe uzyskane ze zdemontowanego systemu transportowego wykorzystywanego w kolejowym terminalu przeładunkowym.

6

Ocena współpracujących powierzchni tocznych par kinematycznych na podstawie zużycia liniowego

Musiał J., Polasik R., Kałaczyński T., Szczutkowski M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2017

|

Nr 6

213--214

PL

Określono i opisano zależnościami matematycznymi zmiany cech użytkowych elementów tocznych par kinematycznych, takich jak zużycie liniowe podczas ich eksploatacji w początkowym okresie użytkowania. Otrzymane wyniki badań świadczą, iż zużycie liniowe jest ważnym czynnikiem w użytkowaniu. Przedstawione zależności matematyczne zużycia liniowego od czasu eksploatacji oraz od parametru struktury geometrycznej powierzchni mogą stanowić narzędzie prognozowania zmian zachodzących w łożysk tocznych.

EN

The objective of presented research was to determine and mathematically describe the changes of operating features of kinematic rolling pairs such as linear wear during their service in the initial period of usage. The obtained research results indicate that linear wear is a crucial factor during service. The presented mathematical relationships between linear wear and service time period as well as the geometrical structure parameter can be used as a prediction tool to identify changes appearing in ball bearings.

7

Influence of self-made saliva substitutes on tribological characteristics of human enamel

Andrysewicz E., Mystkowska J., Dąbrowski J. R, Olchowik R.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2014

|

Vol. 16, no. 2

67--74

EN

This paper describes the results of tests on the influence of human saliva and its substitutes on tribological characteristics of friction pairs. Each pair consists of enamel and one of the following materials: ceramics, the Meridian B2 dental composite, the GK dental amalgam, and Ti-6Al-4V titanium alloy. The saliva substitutes used were prepared using pyrophosphates, xanthan gum, and mucins dissolved in a saline buffer. The results of the tribological tests show that the values of the parameters under investigation (coefficient of friction and linear wear) were different from each other. Some similarity was observed between the evaluated level of wear characteristics after the friction process in the environment of human saliva and that in the environment of one of the mucins tested. Microscopic observations of the surfaces of the enamel samples after friction revealed varied forms of tribological wear.

8

Wpływ modyfikacji radiacyjnej i termicznej na właściwości funkcjonalne polietylenu

Maszybrocka J., Cybo J., Barylski A., Czaja P.

Tribologia

|

2012

|

nr 4

167-173

PL

W pracy przedstawiono metodę poprawy trwałości eksploatacyjnej UHMWPE przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej odporności oksydacyjnej polimeru. Materiał wyjściowy GUR 1050 (Poli Hi Solidur Medi TECH) został poddany sekwencyjnemu procesowi, który składał się z etapu modyfikacji radiacyjnej oraz obróbki termicznej. Ocenę skuteczności zastosowanej metody przeprowadzono za pomocą badań mikromechanicznych oraz testów tribologicznych na testerze T-01 (polimer/stop Vitalium). Stwierdzono nieznaczne zmniejszenie się charakterystyk mikromechanicznych (twardość i moduł Younga) wariantów poddanych sekwencyjnemu procesowi modyfikacji w stosunku do tylko napromieniowanych. Wyniki testów tribologicznych wykazują jednak wzrost odporności na zużycie w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym i jej niezmienioną wartość w stosunku do polimeru napromieniowanego.

EN

This paper presents a method of improving the operational durability of UHMWPE, while ensuring high oxidation resistance of the polymer. The initial material, GUR 1050 (Poly Hi Solidur Medi TECH), underwent a sequential process consisting of a stage of modification through radiation, and a stage of thermal processing. The assessment of the effectiveness of the applied method was performed using micromechanical examination and tribological tests using a T-01 (polymer/Vitalium alloy) tester. It was found that there was a slight decrease in the micromechanical characteristics (hardness and Young's modulus) for the variants subjected to the sequential modification process compared to the variants only irradiated. However, the tribological test results show an increase in resistance to wear compared to unmodified material, and unchanged resistance to wear compared to the irradiated polymer.

9

Wpływ modyfikacji przez odkształcenie i napromieniowanie elektronami na podwyższenie właściwości funkcjonalnych biopolimerów GUR1020 i GUR1050

Barylski A., Maszybrocka J., Cybo J., Czaja P.

Tribologia

|

2012

|

nr 3

29-34

PL

Polietylen GUR1020 i GUR1050, przeznaczony do wytwarzania panewek endoprotez, poddano kształtowaniu metodą ściskania jednoosiowego (do wartości odkształcenia plastycznego ef = 0,2) i sieciowania radiacyjnego (za pomocą wiązki elektronów). Zastosowana sekwencja oddziaływań kształtujących polimery zakładała (przy zachowaniu niewielkiej wartości deformacji ef) brak efektu steksturowania fazy krystalicznej, ale nieznaczną orientację fazy lamelarnej w strukturze i wzmocnienie – przez wywołany stan naprężeń – skutków morfologicznych modyfikacji radiacyjnej. Celem zastosowanej metody było znaczne zmniejszenie zużycia tribologicznego polimerów zarówno w stosunku do materiałów wyjściowych, jak i modyfikowanych wyłącznie przez napromieniowanie elektronami. Stwierdzono dla obu materiałów i porównywanych sposobów kształtowania wzrost twardości i modułu sprężystości wraz z dawką napromieniowania. Wykazano, że zmiany zachodzą z różną intensywnością zależną od rodzaju polimerów, które cechują się prawie dwukrotnie różniącym się ciężarem cząsteczkowym. Wyniki testów tribologicznych wykazały 11-krotny wzrost odporności na zużycie (liniowe; tester T-01) w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym. W odniesieniu do materiału poddanego tylko napromieniowaniu elektronami stwierdzono 2,5-3-krotne zmniejszenie zużycia.

EN

GUR1020 and GUR1050 polyethylenes, intended for the production of endoprosthesis cups, were subjected to forming by uniaxial compression (up to the value of plastic deformation ef = 0.2), and radiation cross-linking (by means of an electron beam). A slight orientation of the lamellar phase in the structure as well as strengthening – through the induced state of stresses – of morphological effects of radiation modification, and no texturing effect of the crystalline phase had been assumed for the applied sequence of polymer forming interactions (while maintaining a small deformation value ef). The aim of the applied method was a significant reduction in tribological wear of polymers, both the starting materials and ones modified exclusively by electron irradiation. An increase in hardness and elasticity modulus along with a radiation dose was found for both materials and the compared methods of forming. It was demonstrated that changes occur with varying intensity depending on the type of polymers, which are characterised by an almost two-fold difference between their molecular weight. The results of tribological tests showed an 11-fold increase of wear resistance (linear; tester T-01), compared to the unmodified material. Only a 2.5 to3 fold reduction in wear was found compared to the material subjected to electron irradiation.

10

Ocena skuteczności napromieniowania wiązką elektronów w aspekcie podwyższania odporności na zużycie polietylenów GUR 1020 i GUR 1050 stosowanych na panewki endoprotez

Barylski A., Cybo J., Maszybrocka J., Czaja P.

Tribologia

|

2012

|

nr 4

17-23

PL

W celu zwiększenia odporności polietylenu GUR 1020 i GUR 1050 na odkształcenie plastyczne i zużycie ścierne przeprowadzono modyfikację radiacyjną. Stosowano napromieniowanie elektronami o dawce 26-156 kGy. Wraz ze wzrostem dawki napromieniowania odnotowano zwiększenie twardości i modułu sprężystości podłużnej. Stwierdzono również, że GUR 1050 (o ciężarze cząsteczkowym 9,2•106 g/mol) cechuje się 1,86 razy większą odpornością na trwałą deformację. Wskazuje to na ścisły związek właściwości polimerów z ciężarem cząsteczkowym, który dla GUR 1020 wynosi 5•106 g/mol. Potwierdzenie stanowi mniejsza wartość zużycia tribologicznego GUR 1050 niż GUR 1020, która już w stanie wyjściowym polimerów przekracza 20%. Testy tribologiczne przeprowadzone na testerach T-05 i T-01 dowodzą, że napromieniowanie elektronami (6×26 kGy) obu polimerów powoduje 4-krotne zmniejszenie zużycia w stosunku do polietylenów niemodyfikowanych. Uzyskane wyniki dowodzą skuteczności modyfikacji radiacyjnej, która rokuje możliwość wydłużenia czasu użytkowania panewek endoprotez.

EN

Radiation modification was conducted in order to increase the resistance of GUR 1020 and GUR 1050 polyethylenes to plastic deformation and abrasive wear. Electron irradiation of 26-156 kGy dose was applied. It was determined that the hardness and longitudinal elasticity module increase along with the increase in the dose of radiation. It was also found that GUR 1050 (of a molecular weight of 9.2•106 g / mol) is characterised by a 1.86 times greater resistance to permanent deformation. This indicates a close relationship between the properties of polymers and molecular weight, which for the GUR 1020 is 5•106 g/mol. This is corroborated by a lower value of tribological wear of GUR 1050 compared to GUR 1020, which already exceeds 20% in the initial state of polymers. Tribological tests conducted on the T-05 and T-01 testers have shown that electron irradiation (6x26 kGy) of both polymers result in a four-fold reduction in wear as compared to unmodified polyethylenes. The obtained results demonstrate the effectiveness of radiation modification, which promises the possibility of extending the service life of endoprosthesis cups.

11

Influence of artificial saliva compositions on tribological characteristics of Ti-6Al-4V implant alloy

Andrysewicz E., Mystkowska J., Kolmas J., Jałbrzykowski M., Olchowik R., Dąbrowski J. R.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2012

|

Vol. 14, no. 4

71-79

EN

The present paper describes the results of tests on the influence of human saliva and its substitutes on tribological characteristics of implant materials on the example of the Ti-6Al-4V (a-Ti) titanium alloy. The saliva substitutes were prepared on the basis of pyrophosphates and mucins dissolved in saline buffer. The results of the presented tribological tests show that the values of the parameters under research varied from each other, while much similarity was observed between the evaluated level of wear characteristics after the friction process in the human saliva environment and that in the environment of one of the mucins tested. The microscopic observations of surfaces of the a-Ti samples after friction revealed varied forms of tribological wear. Infrared microspectroscopy studies of surfaces of the a-Ti samples after friction revealed the presence of secondary lubricating films based on mucin found in the artificial saliva solutions.

12

Wpływ modyfikacji radiacyjnej elektronami na deformację plastyczną, właściwości mechaniczne oraz zużycie polietylenu GUR 1050, stosowanego na panewki endoprotez

Barylski A., Cybo J., Maszybrocka J., Czaja P.

Tribologia

|

2011

|

nr 5

11-20

PL

Odporność polietylenu na zużycie i deformację trwałą wpływa na trwałość polimerowo-metalowych układów kinematycznych. Z myślą o zwiększeniu trwałości zabiegów alloplastyki został wprowadzony polimer GUR 1050 o ciężarze cząsteczkowym 9,2*106 g/mol, który przeznaczony jest zwłaszcza na implanty medyczne. Uzasadnia to celowość oceny odporności tego materiału na zużycie i odkształcenie, a także stwierdzenie, czy jego właściwości użytkowe można podwyższyć poprzez modyfikację radiacyjną. Próbki polimeru wyjściowego (bazowego) napromieniowano elektronami, stosując krotność napromieniowania I = 1–6 dawką 26 kGy. Analiza zmian wartości odkształcenia pod wpływem obciążeń eksploatacyjnych wykazała wzrost odporności polietylenu na deformację trwałą w wyniku zastosowanego napromieniowania. Poprawa właściwości mechanicznych została potwierdzona badaniami mikroindentacyjnymi. Stwierdzono wzrost twardości i modułu Younga. Efekt ten jest zachowany mimo przeciwnego trendu, który wywołuje rosnący stopień deformacji plastycznej polimeru pod wpływem obciążenia. Badania tribologiczne wykazały znaczący wzrost (ok. 4 razy) odporności na zużycie ścierne polietylenu modyfikowanego radiacyjnie. Znaczne ograniczenie zużycia rokuje dłuższy okres współpracy węzła tarcia, co wydłuży czas użytkowania panewki w ludzkim organizmie. Przedstawione w pracy wyniki dowodzą skuteczności modyfikacji radiacyjnej, która podwyższa badane właściwości funkcjonalne proporcjonalnie do zastosowanej dawki napromieniowania elektronami.

EN

The resistance of polyethylene to wear and permanent deformation influences the durability of polymer-metal kinematic systems. The recently introduced polyethylene, GUR 1050, of a molecular weight of 9.2 * 106 g/mole is intended especially for medical implants. This justifies the need for evaluating the resistance of this material to wear and deformation and for determining if its functional properties can be improved by radiation modification. Samples of the initial (base) polymer were electron-irradiated with applying an irradiation multiplication factor I = 1–6 and a dose of 26 kGy. An analysis of changes in the deformation value under the influence of operational loads has shown an increase in the polyethylene resistance to permanent deformation as a result of the irradiation applied. The improvement of mechanical properties has been confirmed in micro-indentation tests. An increase in the hardness and Young's modulus was identified. This effect has been preserved despite an opposite trend that causes a growing level of plastic deformation of the polymer under the influence of load. Tribological tests have shown a significant increase (by ca. 4 times) in the resistance to abrasive wear of the polyethylene modified through irradiation. The significant wear reduction prognosticates a longer life of the friction couple, which will prolong the durability of acetabular cups in the human organism. The test results presented in the paper prove the effectiveness of modification through irradiation that enhances the tested functional properties proportionally to the applied dose of electron irradiation.

13

The testing of the influence of the roughness of the crankshaft journal upon the durability of the crankshaft bearing in engines of agricultural machines

Stawicki T., Sędłak P., Koniuszy A.

Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance

|

2010

|

Vol. 45, nr 4

7-17

EN

In the process of the operation of agricultural tractors and harvesters, it is necessary to perform periodical technical service related to the repair of the crankshaft bearings in Diesel engines. The solutions applied in machine finishing of crankshaft journals regenerated by grinding, make it necessary to run the same in operation, which results from the fact that working surfaces are not suitable for the conditions of use. Therefore, testing was initiated in order to establish whether the roughness of working surfaces of crankshaft journals obtained as a result of the repairs may have a considerable influence upon the limitation of durability of the journal-bushing sliding joint. Wear tests were performed in the model arrangement constituting material representation and, in the case of crankshaft journals, also the geometrical representation of real parts. The wear tests were performed for established sliding and load values with the assumption of variable roughness of roller modelling the crankshaft journals. On the basis of the statistical evaluation of the test results, it was shown that there is a significant relationship between the initial condition of microgeometry of the rollers as described by values of average arithmetic deviation of the profile from the medium line (parameter Ra) and the measure of linear use of the bush material of the sample.

PL

W procesie eksploatacji ciągników rolniczych i kombajnów zbożowych zachodzi potrzeba okresowego wykonania obsługi technicznej w zakresie naprawy łożyskowań mechanizmu korbowego silników spalinowych. Stosowane rozwiązania techniczne w zakresie obróbki wykańczającej, regenerowanych szlifowaniem czopów wałów korbowych wymuszają jednak potrzebę ich docierania eksploatacyjnego, co jest efektem nieprzystosowania powierzchni roboczych do warunków użytkowania. W związku z tym podjęto badania zmierzające do ustalenia, czy uzyskiwany w naprawach stan chropowatości powierzchni roboczych czopów wałów korbowych może istotnie wpływać na ograniczenie trwałości węzła ślizgowego czop-panewka. Wykonano badania zużyciowe w układzie modelowym stanowiącym odwzorowanie materiałowe, a w przypadku czopów również geometryczne części rzeczywistych. Testy zużyciowe realizowano przy ustalonych wartościach prędkości ślizgania i obciążenia, przyjmując za zmienną chropowatość powierzchni rolek modelujących czopy wały korbowego. Na podstawie oceny statystycznej wyników badań wykazano, że istnieje istotna zależność między stanem początkowym mikrogeometrii rolek, opisanym wartościami średniego arytmetycznego odchylenia profilu od linii średniej (parametr Ra), a miarą liniowego zużycia materiału panewkowego próbki.