The paper presents the influence of various systems of abrasive additives which determine the performance of the friction materials of brake pads. A friction material was used for the tests, in which the base recipe was modified with various types of abrasive additives: 1. “low steel” – of low steel content, containing aluminium and chromium oxides; 2. “hybrid” – containing in addition to abrasive components from the low steel family, abrasive components such as zirconium silicate, magnesium oxide or iron oxides, which are characteristic of the family of asbestos-free organic materials (NAO); and 3. “mild hybrid” – containing abrasive components found in the friction materials of the NAO family, on the formation and structure of the so-called third body on the surface of the brake disc as a result of braking. High-resolution scanning electron microscopy with an X-ray analyser (SEM-EDS) equipped with a focus ion beam (FIB) was used to study film thickness, morphology, and chemical composition. The results of the physicochemical analysis of the third body were correlated with the results of tribological tests on a brake dynamometer adapted to the measurements of acoustic signals (NVH – noise, vibration and harshness). The tests were carried out in accordance with the SAE-J2522 procedure, commonly known as AK-Master. The obtained results confirm the important role played by the so-called third body, formed on the surface of the brake disc for safety (COF), durability (wear of friction elements) and the acoustic spectrum accompanying braking.
PL
W pracy przedstawiono wpływ różnych układów dodatków abrazyjnych, które decydują o wydajności materiałów ciernych klocków hamulcowych. Do badań zastosowano materiał cierny, w którym modyfikowano recepturę bazową rożnego rodzaju dodatkami abrazyjnymi: 1. o małej zawartości stali (z ang. low steel) – zawierających w swoim składzie tlenki aluminium i chromu; 2. hybrydowe (z ang. hybrid) – zawierających oprócz składników abrazyjnych z rodziny low steel takie składniki abrazyjne jak krzemian cyrkonu, tlenek magnezu czy tlenki żelaza, które są charakterystyczne dla rodziny bezazbestowych materiałów organicznych – w skrócie NAO (z ang. non-asbestos organic); oraz 3. tzw. łagodne hybrydy (z ang. mild hybrid) – zawierające składniki abrazyjne, które występują w materiałach ciernych z rodziny NAO, na tworzenie się i strukturę tzw. trzeciego ciała na powierzchni tarczy hamulcowej w wyniku hamowania. W badaniach grubości filmu, jego morfologii i składu chemicznego wykorzystano wysokorozdzielczą skaningową mikroskopię elektronową z analizatorem rentgenowskim (SEM-EDS) i układem zogniskowanej wiązki jonów (FIB). Wyniki analizy fizykochemicznej trzeciego ciała poddano korelacji z wynikami badań tribologicznych na dynamometrze hamulcowym, przystosowanym do pomiarów sygnałów akustycznych NVH (z ang. noise, vibration and harshness). Badania prowadzono zgodnie z procedurą SAE-J2522, znaną powszechnie pod nazwą AK-Master. Uzyskane wyniki potwierdzają istotną rolę, jaką odgrywa tzw. trzecie ciało, powstające na powierzchni tarczy hamulcowej na bezpieczeństwo (COF), trwałość (zużyciem elementów ciernych) oraz widmo akustyczne towarzyszące hamowaniu.
The paper presents the influence of various systems of lubricating additives which determine the performance of the friction materials of brake linings. The base hybrid friction material formulation was modified with various types of lubricating additives. These additives are divided into groups containing commonly used lubricating materials: carbons and sulphides, compounded in various proportions, influencing the formation and structure of the so-called third body layer (TBL) on the surface of the brake disc because of braking. Raman Spectroscopy (RS), time of flight Secondary Ion Mass Spectroscopy (ToF-SIMS) and high-resolution scanning electron microscopy with an X-ray analyser (SEM-EDS) equipped with a focus ion beam (FIB) were used for chemical and morphological analysis of the surface layer of brake disc after breaking tests. The results of the physicochemical analysis of TBL were correlated with the results of tribological tests (according to the SAE-J2522 procedure, commonly known as AK-Master) on a brake dynamometer adapted to the measurements of acoustic signals (NVH – noise, vibration, and harshness). The obtained results confirm the important role played by the so-called third body layer, formed on the surface of the brake disc for safety (COF), durability (wear of friction elements) and the acoustic spectrum accompanying braking.
PL
W pracy przedstawiono wpływ różnych układów lubrykantów, które decydują o właściwościach materiałów ciernych okładzin hamulcowych. Referencyjny hybrydowy materiał cierny zmodyfikowano różnymi rodzajami smarów stałych. Dodatki te dzielą się na grupy zawierające powszechnie stosowane materiały smarne: węgle i siarczki, mieszane w różnych proporcjach, mających wpływ na tworzenie się i strukturę tzw. warstwy trzeciego ciała (TBL) na powierzchni tarczy hamulcowej w wyniku hamowania. Do analizy chemicznej i morfologicznej powierzchni tarczy hamulcowej po testach hamowania wykorzystano odpowiednio spektroskopię Ramana (RS), spektroskopię masową jonów wtórnych (ToF-SIMS) oraz skaningową mikroskopię elektronową o wysokiej rozdzielczości z analizatorem rentgenowskim (SEM-EDS), wyposażoną w skupioną wiązkę jonów (FIB). Wyniki analizy fizykochemicznej TBL skorelowano z wynikami dynanometrycznych badań tribologicznych (zgodnie z procedurą SAE-J2522, popularnie nazywaną AK-Master) oraz widmami akustycznymi (NVH – hałas, drgania i złożoność sygnału). Uzyskane wyniki potwierdzają istotną rolę, jaką odgrywa warstwa tzw. trzeciego ciała, formująca się na powierzchni tarczy hamulcowej dla bezpieczeństwa (COF), trwałości (zużycie elementów ciernych) oraz widma akustycznego towarzyszącego hamowaniu.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jednym z efektów zużycia frettingowego w styku skoncentrowanym lub płaskim jest tworzenie się produktów zużycia, tzw. ciała trzeciego. Jego rola na dalszy rozwój zużycia jest różnie interpretowana. Bardziej złożony problem ma miejsce w przypadku połączeń wciskowych, szczególnie wykonywanych przez wtłaczanie. Produkty zużycia tworzą się już w trakcie montażu połączenia. W artykule na podstawie badań własnych omówiono mechanizm tworzenia się ciała trzeciego na styku połączonych elementów oraz wpływ chropowatości powierzchni i wartości wcisku na jego rozkład na długości połączenia. Omówiono wpływ utworzonego w trakcie wtłaczania ciała trzeciego na inicjację oraz intensywność rozwoju zużycia frettingowego.
EN
The "third body" is one of the wear products formed as a fretting wear effect in a concentrated or flat contact. The contribution of the third body in further development of wear is interpreted in various ways. The problem is more complex in clamped joints, particularly in those made by forcing-in. The wear products are formed already during the joint assembly. In the article, on the basis of the author's experiments, the mechanism of the third body formation in the contact area between the joined elements has been presented together with the effect of both the surface roughness and clamp value on its distribution along the joint length. The influence of the third body formed during forcing-in on fretting wear initiation and intensity has been discussed.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zjawisko przenoszenia materiału występuje podczas tarcia suchego polimeru o metal. Polega ono na tworzeniu się na powierzchniach polimeru i stali warstwy ślizgowej zbudowanej z materiału polimerowego. Struktura i własności tej warstwy różnią się od budowy i własności materiału, z którego powstała. Przedstawione wyniki badań wykazały, że w procesie tarcia, w obecności twardych cząstek ściernych, w parze polimer-stal, istotną rolę odgrywa energia powierzchniowa polimeru.
EN
Material transfer phenomenon occurs during dry friction of polymers against metal. It consists in building on the surfaces of polymers and metals a transfer film, which is making from polymers wear particles. The structure and properties of this film is different from the structure and propertis of the material from which the film was formed. The results demonstrate that the surface energy of polymer is an important factor in material transfer phenomenon during friction in the presence of abrasive particles.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podczas tarcia suchego wielu smarów stałych o metal często wystepuje zjawisko przenoszenia materiału.Na współpracujacych powierzchniach tworzy się warstwa slizgowa zbudowana z materiału smaru stałego. Budowa (szeroko rozumiana) tej warstwy jest różna od budowy materiału z którego, powstała. Przedstawione badania wykazały, że w procesie tarcia w parze tworzywo węglowe - stal zmienia się równeż tekstura warstwy wierzchniej.
EN
Often in the areas of dry friction and solid lubrication a material transfer occurs.On both surfaces bearing bush and journal there is formed a transfer film strongly adhering to the substrate.Owing to friction phenomena the structure of subsurface zone is changed. The reflected beam Schulz method measurements revealed that the changes refer to texture of subsurface zone too.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.