Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A 3D analysis of geometrical surface structure in tribological tests

Czarnecki H., Chmielnik I. P., Zaborski A.

Tribologia

|

2013

|

nr 4

17--32

EN

The elementary friction phenomena occurs on one momentary surface of actual contact, that is, on the protrusions of irregularities. During operation, a new surface roughness state forms. For measuring the parameters characterizing the geometrical structure of the surface before and after the friction process, a 3D profilometer was used. The obtained full characteristics of the surface geometrical structure (SGS) in the 3D system and the program capabilities enable a more in-depth inference, as compared to 2D analysis, on the mating of tribological pair elements in a micro scale. The paper presents the possibilities of using 3D roughness measurements for the assessment of phenomena accompanying the friction and wear processes.

PL

Elementarne zjawiska tarcia występują na jednej chwilowej powierzchni rzeczywistego kontaktu, to jest na występach nieprawidłowości. W trakcie eksploatacji formuje się nowy stan chropowatości powierzchni. Do pomiaru parametrów charakteryzujących strukturę geometryczną powierzchni przed i po procesie tarcia użyto profilometru 3D. Uzyskano pełną charakterystykę struktury geometrycznej powierzchni (SGP) w układzie 3D i możliwości programu umożliwiające bardziej szczegółowe wnioskowanie o współpracy elementów pary tribologicznej w skali mikro. W artykule przedstawione zostały możliwości wykorzystania pomiarów 3D chropowatości do oceny zjawisk towarzyszących procesom tarcia i zużywania.

2

Właściwości tribologiczne powłok DLC

Madej M., Ozimina D.

Tribologia

|

2012

|

nr 3

95-102

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok DLC typu a-C:H oraz a-C:H:W otrzymywanych techniką PACVD na elementach ze stopu CoCrMo. Strukturę powłok w przekrojach poprzecznych oraz uszkodzenia adhezyjne i zużyciowe badano przy użyciu profilometru i mikroskopu konfokalnego. Badania tribologiczne przeprowadzono na aparatach: T-01 M, w warunkach tarcia technicznie suchego i tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera oraz na maszynie T-17 w warunkach tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Pomiary adhezji wykonano metodą zarysowania - scratch test. Wyniki otrzymane podczas zrealizowanych badań wykazały, że zastosowanie powłok DLC zdecydowanie zwiększa trwałość eksploatacyjną elementów współpracujących tarciowo.

EN

The paper presents the results of a-C:H and a-C:H:W diamond-like carbon coatings deposited using the PACVD process. The topography, texture, and cross section analysis of the coatings were determined by applying profilometer and confocal-scanning laser microscopy. The tribological characteristics were obtained with a T-17 tester operating in the pin-on-plate configuration under lubricated friction conditions. The friction pair consisted of a cobalt-based alloy plate, or alternatively, a cobalt-based alloy plate with a diamond-like carbon coating, and an ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) pin. The model lubricant used in the tests was Ringer’s solution. The wear resistance and friction coefficient of a cobalt-based alloy disc, or alternatively, a cobalt-based alloy disc with a diamond-like carbon coating, and an alumina ball were also determined by means of a T-01M tester during technically dry friction and lubrication in Ringer's solution. Adhesion qualities were determined using scratch tests. The results obtained during tests showed that the use of DLC coatings significantly increases in the durability of the coated surface.

3

Hydrościerne zużycie łopatek wirników pomp pogłębiarek ssących

Opiekun Z. A., Orłowicz A. W.

Tribologia

|

2012

|

nr 1

109-118

PL

W artykule przedstawiono efekty hydrościernego zużywania się żeliwnych łopatek wirnika pompy ssawnej. Wirnik pompy odlany był z wysokochromowego żeliwa eutektycznego (2,4% C; 33,9% Cr; 1,7% Ni; 1,24% Si; 1,21% Cu i 0,43% Mn). W wyniku oddziaływania strugi wodnej z zawartością około 20% cząstek minerału kwarcowego nastąpiło zużycie ścierne łopatek wirnika pompy ssawnej. Zużycie ścierne przebiegało dwuetapowo, przez skrawanie miększego od ziaren kwarcu ferrytu stopowego i zmęczeniowe pękanie oraz wykruszanie się twardszych od kwarcu węglików typu M7C3.

EN

This article presents the effect made of cast iron rotor blades hydroabrasion consumptions in sand pump dredges. The rotor made of eutectic high-chromium cast iron (2.4% C; 33.9% Cr; 1.7% Ni; 1.24% Si; 1.21% Cu; 0.43% Mn). Stream and water with about 20% quartz sand produce abrasive wear of rotor blades across the surface of the blades. The abrasive wear produces shavings of alloying ferrite and fatigue cracking and crumble out M7C3 type carbides.

4

Analysis of surface layer of Fe40Al sintered with addition of nano- Al2O3 oxide ceramics after electrical discharge machining

Durejko T., Ziętala M., Łazińska M.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 3

258-263

EN

The influence of the parameters of wire electrical discharge machining on the surface layer of Fe40Al based sinters with Al2O3 nanoceramics has been studied. The properties of the sinters surface layer were controlled by electric discharge machining roughing and finishing with 0.25 mm wire, where the operating conditions were: time of interval (tp) and amplitude of current (IA). On the basis of the load capacity curve, parameters describing the investigated sinters against abrasive wear were estimated. Changes in the materials microstructure in the sinters surface layer were also defined. Analysis of the sinters surface texture (ST) exhibited a slight influence of the kind of treatment (roughing, finishing). The smallest values of roughness were obtained for a current value of IA = 40 A for 100 μs long intervals, after finishing treatment (Ra = 1.46 μm) and roughing treatment (Ra = 1.68 μm). The treatment parameters influence the condition of the treated surface. The parameters of the load capacity curve are also influenced by the discharge machining technological parameters. Final treatment improves theoretical abrasive wear (Rpk). The Rpk parameter values decrease with an IA current decrease. The best resistance to abrasive wear (Rpk = 2.4 μm) was found for sinters after finishing treatment with a 100 μs long interval (tp) and current of IA = 40 A. The sinters microstructure after discharge machining does not exhibit significant changes. The width of the layer exhibiting changes is just a few micrometers and is independent of the operating parameters.

PL

W pracy przeanalizowano wpływ parametrów obróbki elektroerozyjnej na stan warstwy wierzchniej spieków na osnowie fazy Fe40Al domieszkowanych nanoceramiką Al.2O3. Strukturę geometryczną powierzchni (SGP) uzyskanych spieków kształtowano za pomocą zgrubnej i wykańczającej obróbki elektroerozyjnej drutem o średnicy 0,25 mm, sterując czasem przerwy tp oraz amplitudą natężenia prądu IA. Na podstawie krzywej nośności wyznaczono parametry charakteryzujące badane spieki pod względem odporności na zużycie ścierne. W celu określenia zmian strukturalnych warstwy wierzchniej po cięciu elektroerozyjnym przeprowadzono badania mikroskopowe przygotowanych zgładów metalograficznych. Analiza SGP spieków wykazała nieznaczny wpływ rodzaju zastosowanej obróbki (zgrubna, wykańczająca). Najmniejszą wartość chropowatości powierzchni po obróbce wykańczającej (Ra = 1,46 μm) w porównaniu do powierzchni po obróbce zgrubnej (Ra = 1,68 μm) uzyskano dla natężenia prądu IA = 40 A z czasem trwania przerwy między impulsami tp równym 100 μs. Wraz ze wzrostem natężenia prądu IA odnotowano wzrost chropowatość powierzchni. Zredukowane parametry nośności zmieniają się w zależności od przyjętych parametrów obróbki elektroerozyjnej. Przeprowadzenie obróbki wykańczającej poprawia odporność powierzchni na zużycie ścierne (Rpk). Wartość parametru Rpk maleje wraz ze zmniejszeniem natężenia prądu IA. Największą odporność powierzchni na zużycie ścierne (Rpk = 2,4 μm) odnotowano dla spieku po obróbce wykańczającej z czasem przerwy tp = 100 μs i natężeniem prądu IA = 40 A. Mikrostruktura spieków po obróbce elektroerozyjnej nie wykazuje znaczących zmian. Niezależnie od parametrów obróbki szerokość zmienionej warstwy wynosi kilka mikrometrów.

5

Zwiększenie trwałości eksploatacyjnej węzłów tarcia przez zastosowanie powłok DLC typu a:C:H oraz a:C:H:W

Madej M.

Tribologia

|

2010

|

nr 2

69-86

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań struktury oraz testów triologicznych powłok DLC typu a:C:H oraz a:C:H:W. Powłoki otrzymywano techniką PACVD na elemenach ze stopu Co-Cr-Mo. Analizę struktury powierzchni i jej elementarnego składu oceniano z użyciem mikroskopu skaningowego SEM. Twardość elementów bez powłoki oraz z powłokami a:C:H i a:C:H:W zmierzono z użyciem mikrotwardościomierza Matsuzawa, stosując obciążenie 10 G (HV0,01). Badania odporności materiałów testowych na zużycie tribologiczne przeprowadzono na mikrotribometrze T-23 oraz na aparatach T-01M typu ball-on-disc, w układzie kulka z Al2O3 – tarcza ze stopu Co-Cr-Mo z powłokami DLC, w warunkach tarcia technicznie suchego oraz smarowania roztworem Ringera. Badania tarciowe realizowano również na maszynie T-17, pracującej w skojarzeniu: trzpień–płytka w warunkach tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Wyniki otrzymane podczas zrealizowanych badań wykazały, że zastosowanie powłok DLC zdecydowanie zwiększa trwałość eksploatacyjną pokrytych powierzchni, przy czym najbardzej stabilnymi parametrami charakteryzują się powłoki typu a:C:H.

EN

The paper discusses the results of structural and tribological tests conducted for a:C:H and a:C:H:W DLC coatings deposited on Co-Cr-Mo specimens using the PACVD process. The structure and morphology of the Co-Cr-Mo substrate and the DLC coating were assessed by means of a scanning electron microscope (SEM). The hardness of specimens with and without a:C:H and a:C:H:W coatings were measured under a load of 10 G applying a Matsuzawa tester (HV 0.01). The resistance of the material to tribological wear was determined by means of a T-23 microscratch tester and a T-01M ball-on-disc tester (the Al2O3 ball and the Co-Cr-Mo disc with DLC coatings) under dry friction conditions and using Ringer’s solution. The friction tests were conducted by employing a T-23 microtribometer under dry friction conditions and a T-17 pin-on-plate tester under lubricated friction conditions and using Ringer’s solution. The results show that the DLC coatings increase the serviceability of the surfaces, with the a:C:H coating characterised by more stable parameters.

6

Ocena właściwości jedno- i wielowarstwowych powłok DLC

Ozimina D., Madej M.

Tribologia

|

2010

|

nr 2

119-135

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań jednowarstwowych powłok DLC typu a:C:H:W oraz wielowarstwowych powłok typu TiN/a:C:H:W, CrN/a:C:H:W. Powłoki otrzymywano technikami: PVD oraz PACVD na elementach ze stopu Co-Cr-Mo, znanego pod nazwą handlową BIODUR CCM Plus. Topografię i analizę powierzchni oceniano z użyciem mikroskopu skaningowego SEM. Twardość elementów bez powłoki oraz z powłokami zmierzono z użyciem mikrotwardościomierza Matsuzawa, stosując obciążenie 10 G (HV0,01). Charakterystyki struktury geometrycznej powierzchni uzyskano z użyciem profilometru Form Talysurf PGI 1230. Badania tribologiczne przeprowadzono na mikrotribometrze T-23 oraz aparatach T-01 M, pracujących w skojarzeniu: kula–tacza, w warunkach tarcia technicznie suchego i tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera oraz maszynie T-17, pracującej w skojarzeniu: trzpień–płytka w warunkach tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Badania wykazały, że mechanizmy zużycia elementów węzła tarcia zależą przede wszystkim od materiału powierzchni roboczych.

EN

The paper deals with the testing of single-layer DLC coatings (a:C:H:W, TiN/a:C:H:W, and CrN/a:C:H:W). The coatings were deposited on Co-Cr-Mo (BIODUR CCM Plus alloy) specimens using the PVD and PACVD processes. The topography and morphology of the specimens were determined using a scanning electron microscope (SEM). The hardnesses of specimens with and without coatings were measured under a load of 10 G applying a Matsuzawa tester (HV 0.01). The characteristics of the geometrical surface structure were obtained using a Taylor Hobson Form Talysurf PGI 1230 profilometer. The tribological tests were conducted using a T-23 microtribometer and a T-01M ball-on-disc tester under dry friction conditions and under lubricated friction conditions using Ringer's solution and a T-17 pin-on-plate tester under lubricated friction conditions using Ringer's solution. The results show that the wear mechanisms in friction pairs are dependent mainly on the material the working surfaces are made of.

7

Konstytuowanie warstwy wierzchniej spieków FeAl+Al2O3 mikroobróbką elektroerozyjną

Durejko T., Zarański Z., Sulej S.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 2

190-194

PL

Kompozyty na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl umacniane cząstkami Al2O3 są postrzegane jako zamienniki dla obecnie stosowanych stopów żaroodpornych i żarowytrzymałych. Wytwarzanie tego typu materiałów tradycyjnymi metodami topienia i odlewania wiąże się ze stosowaniem dodatkowej, skomplikowanej obróbki cieplno-plastycznej, co znacznie wydłuża i podraża proces technologiczny. Prowadzone badania technologiczne kompozytów FeAl+Al2O3 wskazują na przydatność podczas ich wytwarzania technik z obszaru metalurgii proszków. Powoduje to jednak znaczne ograniczenia, jeśli chodzi o obróbkę końcową spieku. W tym przypadku jedną z metod kształtowania struktury warstwy wierzchniej może być obróbka elektroerozyjna. W badaniach prezentowanych w niniejszej pracy jako materiał badawczy wykorzystano kompozyty FeAl+Al2O3 otrzymane metodą dwuetapowego spiekania mieszaniny czystych technicznie proszków żelaza i aluminium. Właściwości warstwy wierzchniej kształtowano za pomocą zgrubnej i wykańczającej obróbki elektroerozyjnej drutem o średnicy 0,1 i 0,25 mm (WEDM). Przeanalizowano wpływ wariantów obróbki elektroerozyjnej na strukturę geometryczną warstwy wierzchniej. Na podstawie krzywej nośności wyznaczono parametry charakteryzujące badane spieki pod względem odporności na zużycie ścierne. Dodatkowo określono zmiany mikrostruktury w warstwie wierzchniej spieków.

EN

The iron aluminides FeAl have been among the most widely investigated intermetallics. For example, they have relatively low density, high stiffness, and excellent resistance to oxidation and corrosion at elevated temperature. Their major disadvantages is the susceptibility to environmental embrittlement at room temperature, very poor strength and creep resistance above 600° C. This problem can be partially solved by microalloying and oxide dispersion strengthening (ODS). The cost of manufacturing process is essential part of all costs, especially for new materials, so there are many trials to introduce unconventional solutions of processing or to modificate well known technologies, such powder metallurgy (PM). We proposed a PM process termed sintering at cyclic loading, as an alternative fabrication method, by which dense FeAl intermetallics were produced successfully from elemental powder mixtures with addition nanosize Al2O3. The FeAl+Al2O3 composite was obtained by two-stage sintering of elemental iron and aluminium powders with a 1% volumetric addition of nano-Al2O3. In the first stage of a processing, a powder charge was compacted/sintered under cyclically pressure. Structurally inhomogeneous powder compacts were then loosely sintered in argon atmosphere. The obtained sinters with composite structures were treated via two-variant (different wire diameter - 0.1 and 0.25 mm) roughing and finishing wire electrical discharge machining (WEDM). Sinters microstructure and surface texture (ST) after WEDM process were analyzed. On the base of measured roughness profiles a load capacity curve and quantitative parameters determining abrasive wear resistance of investigated sinters were found. Additionally, a 3D spatial roughness profile was registered for each sample. It was found that height of roughness after 0.25 mm wire finishing EDM is about one and a half time and three times lower than sinter roughness after 0.1 mm wire roughing and 0.1 mm wire finishing EDM, respectively.