Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Physicochemical and Tribological Properties of Aqueous Solutions of Hydrolysate and Hydrolysate with Surfactants as Potential Lubricant Bases

Sułek Marian W., Szczerek Marian, Przepiórka Marian

Tribologia

|

2022

|

nr 2

67--78

EN

The study aimed to confirm the hypothesis that aqueous solutions of polymers with surfactants meet the criteria of ecological lubricant bases. An oat hydrolysate was used as the macromolecular substance, and the surfactants were successively: sodium dodecyl sulphate (SDS), Sodium Lauryl Ether Sulfate (SLES), Sodium Lauroyl Sarcosinate (SLS). The research was carried out for two-component solutions (water, hydrolysate) and three-component solutions (water, hydrolysate, surfactant). In order to document this thesis, tribological tests were performed with a constant and increasing load as a function of time. Stationary tests with loads of 2, 3, and 4 kN confirmed the predictions that active substances in two- and three-component solutions create a lubricating film that transfers high loads with relatively low motion and wear resistance. The stability and durability of the lubricating film were confirmed under the conditions of increasing load at a speed of 409 N/s. An approximately 12-fold increase in the seizing load for the hydrolysate solutions in relation to water was found, and the maximum load value for the T02 tester (7200 N) was achieved. The durability of the lubricating film was mainly determined by the adsorption of the hydrolysate, which was confirmed by physicochemical tests.

PL

Celem pracy było potwierdzenie hipotezy, że wodne roztwory polimerów z surfaktantami spełniają kryteria ekologicznych baz substancji smarowych. Jako substancję wielkocząsteczkową zastosowano hydrolizat owsa, a surfaktantami były kolejno: sodium dodecyl sulfate (SDS), Sodium Lauryl Ether Sulfate (SLES), Sodium Lauroyl Sarcosinate (SLS). Badania przeprowadzono dla roztworów dwuskładnikowych (woda, hydrolizat) oraz trójskładnikowych (woda, hydrolizat, surfaktant). Aby udokumentować tę tezę wykonano badania tribologiczne przy stałym i wzrastającym w funkcji czasu obciążeniu. Testy stacjonarne przy obciążeniach 2, 3, 4 kN potwierdziły przewidywania, że substancje ak tywne w roztworach dwu- i trójskładnikowych tworzą film smarowy, który przenosi wysokie obciążenia przy relatywnie niskich oporach ruchu i zużycia. Stabilność i trwałość filmu smarowego została potwierdzona w warunkach wzrostu obciążenia z szybkością 409 N/s. Stwierdzono około 12-krotny wzrost obciążenia zacierającego dla roztworów hydrolizatu względem wody oraz osiągniętą maksymalną dla testera T02 wartości obciążenia (7200 N). O trwałości filmu smarowego zdecydowała głównie adsorpcja hydrolizatu, co zostało potwierdzone badaniami fizykochemicznymi.

2

Influence of laser texturing on tribological properties of DLC coatings

Radek Norbert, Tokar Dorota, Kalinowski Artur, Pietraszek Jacek

Production Engineering Archives

|

2021

|

Vol. 27, Iss. 2

119--123

EN

The work presents the use of laser texturing of DLC coatings to improve tribological properties. The coatings were applied by the PVD method to the rings made of 4H13 steel. The surface texturing was = 343 nm.performed with the TruMICRO 5325c picosecond laser with the radiation wavelength The surface microstructure analysis, surface microgeometry and microhardness measurements and tribological tests were carried out. The problem presented in the paper can be used to extend the knowledge of the areas of application of DLC coatings, especially in sliding friction pairs.

3

Comparison of tribological properties and structure of coatings produced in powder flame spraying process on grey cast iron

Czupryński Artur, Adamiak Marcin, Bayraktar Emin, Wyględacz Bernard

Welding Technology Review

|

2020

|

R. 92, nr 3

7--21

EN

In this article results of tribological and structural properties comparison of flame sprayed, by SupJet-S-Eutalloy® multipurpose system, two self-fluxing alloys of Ni-B-Si type in the form of powder for spraying with remelting are presented. Layers were produced on EN-GJL-250 grade grey cast iron with flake graphite in an austenitic matrix. Abrasive wear resistance examination acc. to ASTM G65-00 and erosive wear resistance examination acc. to ASTM G76-2 were performed. Obtained results were compared with abrasion-resistant steel Hardox® 400. Macro- and microscopic examination were carried enabling layer quality evaluation and structure of examined layer and base material determination. X-ray microanalysis was performed to obtain qualitative and quantitative data about microareas chemical composition. The Eutalloy® BronzoChrom 10185 powder flame sprayed layer with higher Boron and Silicon content was characterized by 13% lower wear intensity under mineral abrasive conditions and about 30% higher erosion wear resistance than Eutalloy® NiTec 10224 powder flame sprayed layer.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące porównania właściwości tribologicznych i strukturalnych powłok, natryskiwanych płomieniowo za pomocą wielofunkcyjnego systemu SupJet-S-Eutalloy® dwoma różniącymi się składem chemicznym samotopnikującymi stopami typu Ni-B-Si w postaci proszku metalicznego przeznaczonego do natrysku z jednoczesnym przetopieniem. Powłoki wykonano na podłożu z żeliwa szarego gatunku EN-GJL-250 z grafitem płatkowym w osnowie austenitycznej. Przeprowadzono badania odporności na zużycie ścierne wg normy ASTM G65-00 oraz odporności na zużycie erozyjne zgodnie z normą ASTM G 76-2. Uzyskane wyniki porównano z parametrami zużycia abrazyjnego stali trudnościeralnej Hardox® 400. Wykonano obserwacje metalograficzne makro i mikroskopowe pozwalające na określenie jakości powłok oraz struktur badanych warstw i materiału podłoża. W celu określenia jakościowego i ilościowego składu chemicznego mikroobszarów powłok przeprowadzono badania metodą mikroanalizy rentgenowskiej. Stwierdzono, że powłoka natryskiwana płomieniowo proszkiem Eutalloy® BronzoChrom 10185 zawierającym większe stężenie boru i krzemu wykazywała o ok. 13% mniejszą intensywność zużycia pod wpływem oddziaływania ścierniwa mineralnego oraz o ok. 30% większą odporność na zużycie erozyjne niż powłoka natryskiwana płomieniowo proszkiem Eutalloy® NiTec 10224.

4

The Influence of Biocarbon Additives on Grease Functionality

Molenda Jarosław, Pawelec Zbigniew, Pawelec Ewa, Kaźmierczak Bernadetta

Tribologia

|

2020

|

nr 2

47--53

EN

The article presents the results of tests on tribological and physicochemical properties of plastic greases, in which the dispersing phase was highly refined mineral oil and the dispersed phase (thickener) lithium stearate. The functional additives were biocarbon, which were obtained in the pyrolysis process of waste of natural origin, i.e. stems with corn leaves, wheat straw, flax straw, and cherry stones. The compositions containing 5% m/m biocarbon were prepared. Their evaluated on the functional properties of plastic greases was assessed. Tribological characteristics of the greases compositions were determined using the T-02 tester in accordance with the requirements of the subject standards. The effect of biocarbon used on anti-wear (Goz) and anti-seizing (Pt, poz) plastic greases was determined. An assessment was also made of the effect of plant biocarbon on changes in basic physicochemical properties of the composition of plastic greases, i.e. penetration, dropping temperature, and thermo-oxidative stability. It was found that some of the biocarbon significantly improve the tribological properties of plastic greases without significantly affecting the change of key physicochemical parameters. The most beneficial impact of the tested additives on the operational properties of plastic greases was observed when using biocarbon from wheat straw. In some cases, a lower oxidative resistance of biocarbon grease is observed compared to grease without the addition of biocarbon.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych i fizykochemicznych smarów plastycznych, w których fazą dyspergującą był wysokorafinowany olej mineralny, a fazą zdyspergowaną (zagęszczaczem) stearynian litu, dodatkami funkcyjnymi były biowęgle otrzymane w procesie pirolizy odpadów pochodzenia naturalnego tj. łodyg wraz z liśćmi kukurydzy, słomy pszenicznej, paździerzy lnianych i pestek wiśni. Sporządzono kompozycje zawierające 5% m/m biowęgli i oceniono ich wpływ na właściwości funkcjonalne otrzymanych smarów plastycznych. Charakterystyki tribologiczne kompozycji smarowych wyznaczono z wykorzystaniem testera T-02 zgodnie z wymaganiami norm przedmiotowych. Określono wpływ zastosowanych biowęgli na właściwości przeciwzużyciowe (Goz) i przeciwzatarciowe (Pt, poz) opracowanych smarów plastycznych. Dokonano także oceny wpływu biowęgli pochodzenia roślinnego na zmiany podstawowych właściwości fizykochemicznych kompozycji smarów plastycznych, tj. penentrację, temperaturę kroplenia i stabilność termooksydacyjną. Stwierdzono, że niektóre z biowęgli zdecydowanie poprawiają właściwości tribologiczne smarów plastycznych, nie wpływając istotnie na zmianę kluczowych parametrów fizykochemicznych. Najkorzystniejszy wpływ badanych dodatków na właściwości eksploatacyjne smarów plastycznych zaobserwowano w przypadku zastosowania biowegli ze słomy pszenicznej. W niektórych przypadkach obserwuje się niższą odporność oksydacyjną smarów biowęglowych w porównaniu ze smarem bez dodatku biowęgla.

5

The Effect of Surfactants with Steric Hindrance on the Physicochemical and Tribological Properties of Metalworking Fluids

Sułek Marian Włodzimierz, Przepiórka Jacek, Kulczycki Andrzej, Hreczuch Wiesław

Tribologia

|

2020

|

nr 2

75--84

PL

W poprzednich pracach postulowano zastosowanie roztworów surfaktantów jako oryginalne rozwiązanie przy formułowaniu składu MWF. Negatywną cechą niektórych z tych cieczy była nadmierna pianotwórczość, której zmniejszenie przez wprowadzenie hydrofobowych inhibitorów piany, było ograniczone. Dlatego też zaplanowano syntezę nowych, oksyalkilenowanych pochodnych alkoholu 2-etyloheksylowego i sulfobursztynianu otrzymanego z tego rodzaju alkoholu. Ze względu na zawadę sferyczną związki te charakteryzują się niską pianotwórczością. Wodne roztwory tych surfaktantów poddano badaniom fizykochemicznym i tribologicznym.

EN

n earlier studies, it has been postulated that solutions of surfactants should be used as an original solution for formulation of Metal Working Fluids (MWF) compositions. The negative feature of some of the fluids was their excessive foamability whose reduction, by introducing hydrophobic foam inhibitors, was limited. Therefore, a synthesis of new oxyalkylated derivatives of 2-ethylhexyl alcohol and sulfosuccinate obtained from this alcohol was planned. Due to steric hindrance, these compounds exhibit low foamability. Aqueous solutions of these surfactants were subjected to physicochemical and tribological tests.

6

Influence oF 3D Printing Technology of Automotive Parts Made of Plastics on their Tribological Properties

Posmyk Andrzej, Marzec Przemysław

Tribologia

|

2020

|

nr 6

65--70

EN

This paper presents results of tribological examinations of chosen automotive subassemblies made of plastics by using of 3D-printing. The influence of chosen technological parameters, i.e. plastic temperature, the velocity of printing head, and the height of deposited simple layer on wear of samples produced of PA 12 polymer rubbing against hard anodised sliding guide of car sunroof is defined. It was found that samples printed at minimal temperature (t = 240°C), a minimal height of deposited simple layer (h = 0,1 mm), and a minimal (40 mm/s) and maximal (v = 60 mm/s) deposition velocity show the minimal wear. Examining under similar conditions (p = 0.4 MPa, v = 2.5 m/s, reciprocating movement) of samples made by using press moulding cut out from car sub-assemblies for a comparison were carried out. As a result of experiments, it was concluded that the wear intensity of roller stretching drive belt made from composite (PA15GF) and the wear intensity of the belt itself during sliding, caused by seizure of bearing, is so high that menaces engine with damage.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych wybranych podzespołów samochodowych z tworzyw sztucznych wykonanych metodą drukowania 3D. Określono wpływ wybranych parametrów technologicznych drukowania, tj. temperatury tworzywa, prędkości ruchu głowicy oraz wysokości osadzanej warstwy na zużycie próbek wykonanych z tworzywa PA 12 współpracującego z anodowaną prowadnicą odsuwanego dachu samochodu. Stwierdzono, że najmniejsze zużycie wykazują próbki drukowane w minimalnej temperaturze (t = 240°C) i przy najmniejszej wysokości osadzanej warstwy (h = 0,1 mm) oraz przy minimalnej (40 mm/s) i maksymalnej prędkości osadzania (v = 60 mm/s). Dla porównania wykonano w podobnych warunkach (p = 0,4 MPa, v = 2,5 m/s, ruch posuwisto-zwrotny) badania próbek wykonanych techniką prasowania wyciętych z podzespołów pojazdów. W wyniku badań stwierdzono, że intensywność zużywania termicznego adhezyjnego wykonanej z kompozytu (PA+15%GF) rolki napinacza paska osprzętu i samego paska podczas poślizgu, np. spowodowanego zacieraniem łożyska, jest tak duża, że zagraża uszkodzeniem silnika.

7

Tribological Properties of Ti-6Al-7Nb Alloy after Isothermal Oxidation

Aniołek Krzysztof, Barylski Adrian, Osior Denis

Tribologia

|

2019

|

nr 3

5--12

EN

The paper presents the characterization of tribological properties of the Ti-6Al-7Nb alloy before and after isothermal oxidation in different friction couples. Microscopic observations have shown that uniform oxide layers were obtained, which evenly covered the entire surface of the investigated samples. It was found that oxide layers deposited on the Ti-6Al-7Nb alloy substrate contribute to a considerable improvement of the tribological properties. The best resistance to sliding wear was shown by the layer obtained at a temperature of 600°C. It was also shown that presence of oxide layers on the surface of the Ti-6Al-7Nb alloy leads to an increase in the friction coefficient. The highest increase in the value of the friction coefficient was observed for a surface oxidized at 650°C during interaction with an Al2O3 ball. SEM observations of traces of the tribological interaction showed the presence of numerous scratches and fine wear products on the friction surface. For the non-oxidized condition, after interaction with a ball made of bearing steel 100Cr6, the presence was found of alternating, morphologically varied areas which had formed as a result of corrugation wear. Tests have shown that isothermal oxidation eliminates this disadvantageous phenomenon.

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę właściwości tribologicznych stopu Ti-6Al-7Nb przed oraz po utlenianiu izotermicznym w różnych skojarzeniach ciernych. Obserwacje mikroskopowe wykazały, że otrzymano jednolite warstwy tlenkowe, które równomiernie pokrywały całą powierzchnię badanych próbek. Stwierdzono, że warstwy tlenkowe otrzymane na podłożu stopu Ti-6Al-7Nb prowadzą do znacznej poprawy właściwości tribologicznych. Najlepszą odpornością na zużycie ścierne cechowała się warstwa tlenkowa otrzymana w temperaturze 650°C. Wykazano ponadto, że obecność warstw tlenkowych na powierzchni stopu Ti-6Al-7Nb prowadzi do wzrostu współczynnika tarcia. Największy wzrost współczynnika tarcia zaobserwowano dla powierzchni utlenionej w temperaturze 650°C podczas współpracy z kulką Al2O3. Obserwacje SEM śladów współpracy tribologicznej wykazały na powierzchni tarcia obecność licznych rys oraz drobne produkty zużycia. Dla stanu nieutlenionego po współpracy z kulką ze stali łożyskowej 100Cr6 stwierdzono obecność naprzemianległych różnych morfologicznie obszarów powstałych w wyniku zużycia falistego. Wykazano, że utlenianie izotermiczne eliminuje to niekorzystne zjawisko.

8

Testing the Structure and Properties of Steels After Hardfacing and Laser Treatment

Pertek-Owsianna Aleksandra, Wiśniewska-Mleczko Karolina, Panfil Dominika, Bartkowska Aneta

Tribologia

|

2019

|

nr 2

97--104

EN

This paper analyses the structure, hardness, and frictional wear resistance of surface layers formed on steels after hardfacing by means of the SSA arc method with self-shielded flux cored welding wire, with a content of carbon 5% and chromium 30% as well as boron alloying with the CO2 laser. S355J2 steel after being hardfaced with one up to three layers is characterized by the martensitic structure with chromium carbides and its surface hardness is 50–55HRC. In the weld deposit zone, with a thickness of up to approx. 2 mm, there is a constant distribution of hardness with the average value of 700 HV0.1, and then the hardness decreases to approx. 160 HV0.1 in the steel substrate. After hardfacing, the carbon content in S355J2 steel (0.23% wt.) increases to a similar content as in steel C90U in the initial state (0.96% wt.). After laser alloying with boron and after rapid cooling, C90U steel obtains distinctive paths with a zone structure and thickness reaching up to approx. 380 μm. In the remelted zone, there is a eutectic structure consisting of a mixture of iron borides and martensite with a hardness of approx. 1200–1800 HV0.1, and beneath it, there is heat affected zone with a martensitic-bainite structure with a hardness of approx. 700HV0.1. Hardfacing and laser heat treatment significantly decrease the frictional wear of the tested steels.

PL

W pracy przeanalizowano strukturę, twardość oraz odporność na zużycie przez tarcie warstw wierzchnich stali po napawaniu metodą łukową SSA drutem proszkowym samoosłonowym o zawartości węgla (5%) i chromu (30%) oraz stopowaniu borem za pomocą lasera CO2. Stal S355J2 po napawaniu jedną do trzech warstw charakteryzuje się strukturą martenzytyczną z węglikami chromu o twardości powierzchni 50÷55HRC. W strefie napoiny o grubości do ok. 2 mm występuje stały rozkład twardości o średniej wartości 700 HV0.1, po czym twardość spada w rdzeniu stali do ok. 160 HV0.1. Po napawaniu zawartość węgla w stali S355J2 (0.23% mas.) wzrasta do podobnej jak w stali C90U w stanie wyjściowym (0.96% mas.). Stal C90U po stopowaniu laserowym borem i szybkim ochłodzeniu uzyskuje charakterystyczne ścieżki o budowie strefowej i grubości dochodzącej do ok. 380 μm. W strefie przetopionej występuje struktura eutektyki będącej mieszaniną borków żelaza i martenzytu o twardości ok. 1100÷1800 HV0.1, a pod nią znajduje się strefa wpływu ciepła o strukturze martenzytyczno-bainitycznej i twardości ok. 700 HV0.1. Napawanie oraz laserowa obróbka cieplna w sposób istotny zmniejszają zużycie przez tarcie badanych stali.

9

Zwiększenie trwałości wybranych narzędzi stosowanych w branży gumowej przez obróbkę hybrydową

Kasprzycka Ewa, Więczkowski Arkadiusz, Bogdański Bogdan

Mechanik

|

2019

|

R. 92, nr 4

257--262

PL

Badania dotyczyły warstw hybrydowych typu CrC+CrN, wytwarzanych na powierzchni stali narzędziowej w kolejnych procesach chromowania dyfuzyjnego, realizowanych tanią i prostą pod względem technologicznym metodą proszkową, połączonych z obróbką Arc PVD (arc evaporation physical vapour deposition), wykonywaną w celu osadzenia powłok azotku chromu. Zbadano mikrostrukturę warstw hybrydowych, ich skład fazowy oraz rozkłady stężenia pierwiastków w strefie dyfuzyjnej tych warstw. Określono twardość warstw, ich właściwości tribologiczne (metodą kula–tarcza) oraz odporność korozyjną. Wykazano, że warstwy hybrydowe typu CrC+CrN charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami tribologicznymi w temperaturze otoczenia 25°C i temperaturze 100°C, jak również bardzo dobrą odpornością na korozję w roztworach zawierających jony chlorkowe.

EN

This research concerns hybrid layers of the CrC+CrN type, produced on the tool steel surface in subsequent processes, diffusion chromizing, carried out by inexpensive and technologically simple powder method, combined with the next arc evaporation treatment Arc PVD (arc evaporation physical vapour deposition), made for the deposition of chromium nitride coatings. Investigations of the microstructure of hybrid layers, as well as of their phase composition and concentration depth profiles of elements in diffusion zone of these layers, were carried out. In addition, the layers hardness, their tribological properties (pin-on-disk method) and corrosion resistance have been determined. It has been shown that hybrid layers of the CrC+CrN type are characterized by very good tribological properties at ambient temperature 25°C and at temperature 100°C as well as by very good resistance to corrosion in a solution containing chlorine ions.

10

Wear resistance of composites with Mg–Zn–RE–Zr alloy matrix and open-celled carbon foam

Godzierz Marcin, Olszówka-Myalska Anita, Wrześniowski Patryk

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 2

46--52

EN

In this article, a magnesium matrix composite, reinforced with open-celled carbon foam and fabricated by pressure infiltration method, was examined. The main problem analysed was the usefulness of two commercial magnesium alloys RZ5 and ZRE1 as matrices in terms of composite tribological properties. Results of composite microstructure examinations by LM and SEM with EDS, porosity and hardness measurements were presented, and wear resistance in a dry friction conditions was characterized by a pin–on–disc method. The friction coefficient, the mass loss of sample and cast iron countersample, and wear trace depth were measured, as well as the mechanism of wear was examined by SEM observations of the wear traces. Obtained results show good infiltration of open-celled carbon foam and microstructural effects at an interface similar to the particulate and fibrous composites of C–Mg systems. Differences in wear resistance, dependent on applied matrix alloy, were revealed, and the ZRE1 magnesium alloy was indicated as more favourable, due to a composite lower friction coefficient, less mass lost, and wear trace depth. The wear of open-celled carbon foam was regular and without cracks in the reinforcement, fragmentation, or pulling out.

PL

Kompozyty z osnową ze stopów lekkich, głównie aluminium, zbrojone otwartokomórkowymi pianami ceramicznymi, najczęściej z Al2O3, są obecnie przedmiotem prac o charakterze technologicznym i poznawczym. Takie rozwiązanie pozwala uniknąć segregacji zbrojenia, co może mieć miejsce w przypadku aplikacji w kompozytach metalowych cząstek bądź włókien. Jednak oprócz znanej kwestii oddziaływania fizykochemicznego metal–zbrojenie pojawia się nowy problem technologiczny — prawidłowa infiltracja piany metalem. Obydwa zagadnienia są bezpośrednio związane z doborem składu chemicznego stopu, gdyż stopy przydatne jako samodzielne tworzywo konstrukcyjne mogą być w kompozytach zupełnie nieużyteczne. W artykule zaprezentowano nowy materiał kompozytowy, w którym zbrojenie stanowiła otwartokomórkowa piana węglowa (Cof), a osnowę dwa konwencjonalne, odlewnicze stopy magnezu RZ5 i ZRE1 zawierające metale ziem rzadkich RE. Rolą komponentu węglowego w takim materiale, podobnie jak w przypadku aplikacji cząstek węgla szklistego i włókien węglowych krótkich, jest m.in. zmiana właściwości tribologicznych. Celem pracy była charakterystyka wytworzonego w Politechnice Śląskiej metodą infiltracji ciśnieniowej kompozytu zawierającego otwartokomórkową pianę węglową o takiej samej geometrii i dwa różne stopy osnowy z układu Mg–Zn–RE–Zr. Charakterystyka objęła głównie mikrostrukturę i badania tribologiczne w warunkach tarcia suchego. Na jej podstawie wskazano, który spośród zastosowanych stopów jest korzystniejszy z punktu widzenia zużycia kompozytu.

11

Impact of vibro-compaction on microstructure and properties of aluminium matrix composite with SiC particles

Godzierz Marcin, Olszówka-Myalska Anita, Dudzińska Karolina, Urbiczek Mateusz

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 6

140--145

EN

In the paper, the effect of vibro-compaction in processing of sintered SiCp – aluminium matrix composite was presented. The composite with 15% vol. of SiCp, obtained with three stages: vibro-compaction with use of different amplitude (0.75 mm, 1.125 mm and 1.5 mm), cold pressing and pressure less sintering. The obtained composites were characterized by porosity measurements, microhardness, quantitative metallography analysis and dry sliding tests. It was proved that the application of chosen compaction method, for powder mixture consisting of powders with different density (Al and SiC), allows to obtain graded structure composite. An increase of SiC particles volume fraction as well as microhardness increase was observed towards the bottom of the sample. The most beneficial effect, in SiCp distribution and microhardness values, was noted for the sample were the amplitude of vibro-compaction was 1.5 mm. Moreover, the tribological examinations showed differences in friction coefficients and mass losses for opposite surfaces of composite samples, due to different SiCp volume fraction across the sample. The vibro-compacted material revealed lower porosity, higher mean value of friction coefficient and lower mass loss comparing to the reference composite.

PL

Głównym obszarem zastosowania kompozytów na osnowie aluminium zbrojonych cząstkami ceramicznymi są skojarzenia ślizgowe i cierne, takie jak grupa tłokowo-cylindrowa maszyn tłokowych i łożyska ślizgowe, a w przemyśle samochodowym klocki hamulcowe, sprzęgła, przekładnie pasowe czy bloki silnika. W wielu elementach nie są wymagane takie same właściwości tribologiczne materiału na całym przekroju lub nie jest technologicznie możliwe uzyskanie ekstremalnie wysokich parametrów użytkowych związanych z dużą zawartością cząstek w całej objętości. W takich przypadkach rozwiązaniem mogą być materiały charakteryzujące się gradientowym rozmieszczeniem cząstek ceramicznych i istnieje wiele koncepcji technologicznych pozwalających uzyskać ten typ mikrostruktury. W pracy przedstawiono możliwość uzyskania metodą metalurgii proszków struktury gradientowej w kompozycie Al–SiCp, dla udziału zbrojenia w mieszaninie wyjściowej 15% obj. Założono, że gradientowe zróżnicowane rozmieszczenie zbrojenia w osnowie powstanie dzięki różnicy gęstości komponentów (Al 2,7 g/cm3, SiC 3,21 g/cm3), podczas zgęszczania wibracyjnego, dzięki bardziej intensywnemu w porównaniu z proszkiem aluminium przemieszczaniu się cząstek SiC w dół formy.

12

The tribological properties of sinteres steel-matrix composites

Sulima Iwona, Hyjek Paweł, Malczewski Piotr

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 1

7--13

EN

The tribological properties of composite materials reinforced with titanium diboride were investigated. Abrasion resistance tests were carried out at room temperature in a ball-on-disc system. Balls with a diameter of 3.14 mm were used as the counter-samples. The effect of the TiB2 content and counter-sample material (Al2O3, Si3N4, ZrO2, AISI52100 steel) on the coefficient of friction and wear rate of the sintered composites and 316L steel was determined. After the abrasion tests the sample surfaces were examined by scanning electron microscopy. The obtained results show that the tribological properties depend on the test conditions and content of the TiB2 reinforcing phase.

PL

W pracy przedstawiono właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych wzmacnianych dwuborkiem tytanu. Badania odporności na zużycie przeprowadzono w temperaturze pokojowej w skojarzeniu kulka-tarcza. Jako przeciwpróbki użyto kulki o średnicy 3,14 mm. Określono wpływ ilości TiB2 i materiału przeciwpróbki (Al2O3, Si3N4, ZrO2, stal AISI52100) na współczynnik tarcia oraz zużycie spiekanych materiałów kompozytowych i stali 316L. Powierzchnie próbek po testach tribologicznych obserwowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Uzyskane wyniki badań wykazały, że na właściwości tribologiczne wpływają warunki badań i ilość fazy wzmacnianej TiB2.

13

Influence of casting procedure on wear of magnesium matrix composites reinforced with carbon open-celled foam

Godzierz Marcin, Olszówka-Myalska Anita

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 2

64--70

EN

In this article the characteristics of the macrostructure, microstructure (LM, SEM) and selected properties of magnesium matrix composites reinforced with carbon open-celled foam with a porosity of 10 ppi, obtained by two casting techniques - gravity casting and pressure infiltration, were presented. The open porosity and hardness of the composites were determined. Tribological examinations in dry friction conditions were performed by the pin-on-disc method, and the coefficient of friction, weight loss of the sample as well as the cast iron countersample were determined, and the wear trace was characterized. Observations of the examined material surfaces after friction tests were conducted by SEM. In comparison to the gravity cast composite, a lower porosity, higher hardness and finer magnesium matrix size were found for the pressure infiltrated composite. The impact of the casting technique also concerned the tribological properties. Both the composites exhibited a lower coefficient of friction in comparison to pure magnesium, but for the pressure infiltrated composite the coefficient of friction, weight loss of the sample and countersample, as well as the depth of the wear trace were the lowest. Moreover, after the friction tests, different effects were observed on the surfaces. In the gravity cast composite the carbon component cracked and separated from the matrix, in contrast to the pressure infiltrated composite where uniform wear was observed while maintaining continuous bonding with the matrix, which explains the differences in the tribological properties.

PL

Scharakteryzowano makrostrukturę, mikrostrukturę (LM, SEM) i wybrane właściwości kompozytu na osnowie technicznie czystego magnezu zbrojonego otwartokomórkową pianą węglową o porowatości 10 ppi, otrzymanego dwiema metodami - odlewania grawitacyjnego oraz infiltracji ciśnieniowej. Określono porowatość i twardość kompozytów. Przeprowadzono badania tribologiczne w warunkach tarcia na sucho metodą pin-on-disc i wyznaczono współczynnik tarcia, ubytek masy próbki i przeciwpróbki żeliwnej oraz scharakteryzowano ślad wytarcia. Powierzchnie kompozytów po badaniach tribologicznych scharakteryzowano metodą SEM. Wykazano mniejszą porowatość, większą twardość i mniejsze ziarna osnowy magnezowej kompozytu otrzymanego metodą infiltracji ciśnieniowej w porównaniu z odlewnym grawitacyjnie. Wpływ techniki odlewania dotyczył również właściwości tribologicznych. Obydwa kompozyty charakteryzował mniejszy współczynnik tarcia w porównaniu z próbką referencyjną z materiału osnowy, ale dla kompozytu otrzymanego metodą infiltracji ciśnieniowej ten współczynnik, ubytki masy i głębokość śladu wytarcia były najmniejsze. Ponadto obserwowano różnice na powierzchni wytarcia, komponent węglowy ulegał wykruszeniu w przypadku materiału otrzymanego metodą odlewnia grawitacyjnego, a w infiltrowanym ciśnieniowo następowało jego równomierne zużycie przy zachowaniu ciągłego połączenia z osnową, co tłumaczy różne parametry tribologiczne.

14

Tribological Properties of Graphene Oxide-Metal-Carbon Composites

Muzyka R., Duda P., Robak Z., Kaptacz S., Drewniak S.

Tribologia

|

2018

|

nr 5

53--64

EN

Cu-C composites are materials used for the production of brushes, contacts, and pressing shoes for electric machines due to their mechanical and wear properties. These characteristics include good thermal and electrical conductivity, a low coefficient of friction, and lubricity under varying operating conditions. Currently, graphite and copper nanopowder based materials are used as a metal-carbon material in different ratios of these components. Graphite content in this kind of material has a positive effect on the smaller consumption of, e.g., rings and commutators. In contrast, a material without graphite content is used at high current densities. The examples of such machines are a DC motor starter or generators for electrolysis characterized by large current and low voltage. The present study tested the effect of graphene oxide (rGO) content on tribological properties in contact with steel in Cu-C composites. Tests were conducted on a ball-on-disk apparatus in conditions of dry friction. Disk wear and surface geometrical structure parameters (SGP) of the samples after tribological tests were determined on the basis of measurements made on the Talysurf.3D contact profilometer from Taylor Hobson. Damage mechanisms were identified and their relationships with structural characteristics were deducted. The hardness of Cu-C materials was higher than in copper. Cu-C based materials produce a better improvement of wear resistance, while the wear resistance of the graphene oxide based composites also decreased.

PL

Kompozyty Cu-C są materiałami używanymi do produkcji szczotek, styków i ślizgów do maszyn elektrycznych ze względu na ich dobre właściwości mechaniczne i odporność na zużycie. Cechy te obejmują dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne, niski współczynnik tarcia i samosmarność w różnych warunkach roboczych. Obecnie grafit i nanoproszek na bazie miedzi są stosowane jako materiały kompozytowe metal–węgiel w różnych proporcjach. Obecność grafitu w tym rodzaju materiału ma pozytywny wpływ na mniejsze zużycie np. pierścienia i komutatora. Materiały bez dodatku grafitu na ogół są stosowane podczas używania dużych gęstości prądu. Przykładami takich maszyn są rozrusznik silnika prądu stałego lub generatory do elektrolizy charakteryzujące się dużym prądem i niskim napięciem. W niniejszym artykule zbadano wpływ zawartości tlenku grafenu (rGO) w kompozytach Cu-C na właściwości tribologiczne w kontakcie ze stalą. Testy przeprowadzono na urządzeniu z kula–tarcza w warunkach tarcia technicznie suchego. Zużycie tarcz i parametry struktury geometrycznej powierzchni (SGP) próbek po testach tribologicznych wyznaczono na podstawie pomiarów wykonanych na profilografometrze stykowym Talysurf 3D firmy Taylor Hobson. Zidentyfikowano mechanizmy uszkodzeń i powiązano z cechami strukturalnymi. Twardość materiałów Cu-C była wyższa niż w miedzi. Materiały na bazie Cu-C odznaczały się poprawą odporności na zużycie, podobnie jak kompozyty modyfikowane tlenkiem grafenu w porównaniu z materiałem osnowy.

15

Tribological Properties of Bearing Steel After Hybrid Treatment, Combined Diffusion Chromizing with the PVD Method

Bogdański B., Kasprzycka E.

Tribologia

|

2018

|

nr 6

5--10

EN

The objective of the research in this work was the modification of the structure of chromized carbide layers on a bearing steel surface by the combination of diffusion chromizing with subsequent treatment, chromium nitride deposition by the PVD method, carried out to improve their tribological properties. As a result, CrC+CrN type hybrid layers on the surface of bearing steel were obtained. For comparison, the properties of single chromized carbide layers produced on a bearing steel surface in diffusion chromizing by the pack powder method were tested. Investigations of the layers’ microstructures, phase composition, depth profiles of elements in the layer diffusion zone, and hardness were carried out. Tribological properties (linear wear) of the layers were performed by means of taper-three rolls tests. It has been proved, that the resistance to abrasive wear of the CrC+CrN type hybrid layers is almost two times higher than that for single CrC carbide layers.

PL

Przedmiot badań w niniejszej pracy stanowiła modyfikacja budowy warstw chromowanych na stali łożyskowej przez połączenie chromowania dyfuzyjnego z następną obróbką, osadzaniem azotku chromu metodą PVD, przeprowadzana dla poprawy ich właściwości tribologicznych. W rezultacie otrzymano warstwy hybrydowe typu CrC+CrN. Dla porównania przeprowadzono badania pojedynczych warstw węglikowych wytwarzanych na powierzchni stali łożyskowej metodą proszkową chromowania dyfuzyjnego. Przeprowadzono badania mikrostruktury warstw, ich składu fazowego, zmian stężenia pierwiastków w strefie dyfuzyjnej warstw oraz twardości. Właściwości tribologiczne (zużycie liniowe) warstw oceniano przy wykorzystaniu metody trzy wałeczki-stożek. Wykazano, że odporność na zużycie przez tarcie stali łożyskowej z warstwami hybrydowymi typu CrC+CrN jest prawie dwa razy większa od odporności tej stali z pojedynczymi warstwami węglikowymi typu CrC.

16

Modification of the T-17 tester holder to enable tribological tests to be carried out in a roller-plate couple

Bara M.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

5--12

EN

The aim of this paper is to propose a solution that will make it possible to perform tribological tests of materials intended for rolling elements (e.g., rollers) interacting with a flat surface (e.g., sliding door guide). Tribological tests were carried out on a T-17 test stand, which was equipped with a holder that made it possible to perform tests in the roller-plate couple. The paper presents the results of tribological tests of a typical polymer PA 6 used in sliding door systems interacting with anodised and non-anodised aluminium alloys. The analysis of the tribological tests was supplemented by stereometric studies. The studies showed the possibility of performing tests for the roller-plate couple with the use of a T-17 test stand. The influence of the modification of the aluminium alloy surface (material of the sliding door guide) on tribological properties of the examined friction node was also shown.

PL

Celem artykułu jest zaproponowanie rozwiązania dającego możliwość przeprowadzania testów tribologicznych materiałów przeznaczonych na elementy toczne (np. rolki) współpracujące z powierzchnią płaską (np. prowadnicą drzwi przesuwnych). Badania tribologiczne zostały przeprowadzone na stanowisku badawczym T-17, które wyposażono w uchwyt umożliwiający przeprowadzenie testów w skojarzeniu typu rolka–płytka. W pracy zostały przedstawione rezultaty badań tribologicznych typowego polimeru PA 6 mającego zastosowanie w systemach drzwi przesuwnych w skojarzeniu z anodowanym i nieanodowanym stopem aluminium. Analiza testów tribologicznych została uzupełniona badaniami stereometrycznymi. Badania wykazały możliwość przeprowadzania testów dla skojarzenia typu rolka–płytka z użyciem stanowiska badawczego T-17. Wykazano również wpływ modyfikacji powierzchni stopu aluminium (materiału prowadnicy drzwi przesuwnych) na właściwości tribologiczne badanego węzła tarcia.

17

Characterization of Tribological Properties of Oxide Layers Obtained on Titanium in Different Friction Couples

Aniołek K., Barylski A., Kupka M., Kaptacz S., Czajerek P.

Tribologia

|

2018

|

nr 2

5--11

EN

The paper presents the characterization of tribological properties of titanium Grade 2 before and after isothermal oxidation in different friction couples. Examinations of the surface morphology after oxidation at a temperature of 600°C showed the presence of scratches on the surface, which indicated a low thickness of the oxide layers obtained. On the surface oxidized at 700°C, the morphology was characterized by the presence of small clusters of oxides which formed into shapes resembling flakes. In that case, no scratches were found, which testified to a higher thickness of the oxide layer. Tribological tests were conducted for different friction couples (Al2O3, ZrO2, and 100Cr6 balls). It was found that isothermal oxidation is an effective method to improve the resistance of titanium Grade 2 to sliding wear. Oxide layers obtained at temperatures of 600°C and 700°C allowed achieving a considerable reduction of volumetric wear. The best resistance to sliding wear was achieved during a tribological interaction of oxidized titanium Grade 2 with bearing steel 100Cr6. Examination of the morphology of the wear trace surface showed the presence of “corrugation wear” on the non-oxidized surface, regardless of the counter-specimen used. It was found that the presence of oxide layers on the surface of titanium Grade 2 effectively eliminated this adverse phenomenon.

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę właściwości tribologicznych tytanu Grade 2 przed i po utlenianiu izotermicznym w różnych skojarzeniach ciernych. Badania morfologii powierzchni po utlenianiu w temperaturze 600°C wykazały obecność rys na powierzchni, co świadczyło o niewielkiej grubości otrzymanych warstw tlenkowych. Na powierzchni utlenionej w temperaturze 700°C morfologia charakteryzowała się występowaniem drobnych skupisk tlenków uformowanych w kształty przypominające „płatki”. W tym przypadku nie stwierdzono obecności rys, co świadczyło o większej grubości warstwy tlenkowej. Badania tribologiczne realizowano w różnych skojarzeniach ciernych (kulki Al2O3, ZrO2 oraz 100Cr6). Stwierdzono, że utlenianie izotermiczne jest skuteczną metodą w zakresie poprawy odporności na zużycie ścierne tytanu Grade 2. Warstwy tlenkowe otrzymane w temperaturze 600 oraz 700°C pozwoliły uzyskać znaczą redukcję zużycia objętościowego. Najlepszą odporność na zużycie ścierne uzyskano podczas współpracy tribologicznej utlenionego tytanu Grade 2 ze stalą łożyskową 100Cr6. Badania morfologii powierzchni śladów zużycia wykazały na powierzchni nieutlenionej obecność tzw. zużycia falistego niezależnie od zastosowanej przeciwpróbki. Stwierdzono, że obecność warstw tlenkowych na powierzchni tytanu Grade 2 skutecznie eliminuje to niekorzystne zjawisko.

18

Antiwear Properties of Medium-Carbon Steel With Cr/CrN Type Hybrid Coating Produced by the PVD Method

Kasprzycka E.

Tribologia

|

2018

|

nr 6

63--69

EN

The paper presents the results of examinations of the structure, and mechanical and antiwear properties of hybrid coatings of the Cr/CrN type, consisting of chromium and chromium nitride, formed on the surface of the C45 medium-carbon steel by the Arc-PVD method. Investigations of the morphology and microstructure of hybrid coatings, as well as of their phase composition were carried out. The studies on mechanical properties included tests on hardness and Young’s modulus using the nanoindentation method. Tests on adhesion were conducted using the scratch-test. Tribological properties (linear wear) of the coatings were performed by means of taper-three rolls test. The investigations showed that the linear wear of the C45 steel samples with the Cr/CrN hybrid coatings is 7–9 times smaller than that of hardened steel samples without any coatings. This indicates the excellent tribological properties of the C45 medium-carbon steel with the Cr/CrN type hybrid coatings deposited by the Arc-PVD method.

PL

W pracy omówiono wyniki badań budowy, mechanicznych i przeciwzużyciowych właściwości powłok hybrydowych typu Cr/CrN, składających się z chromu i azotku chromu, wytworzonych na powierzchni stali średniowęglowej C45 metodą Arc-PVD. Przeprowadzono badania morfologii i mikrostruktury powłok hybrydowych, jak również ich składu fazowego. Badania właściwości mechanicznych obejmowały pomiary twardości i modułu Younga. Badania adhezji przeprowadzono za pomocą testu rysy. Właściwości tribologiczne (zużycie liniowe) powłok oceniano metodą trzy wałeczki-stożek. Badania wykazały, że zużycie liniowe próbek ze stali C45 z powłokami hybrydowymi jest 7–9 razy mniejsze niż próbek z tej stali bez powłoki hybrydowej. Świadczy to o doskonałych właściwościach tribologicznych stali średniowęglowej C45 z powłokami hybrydowymi typu Cr/CrN, osadzanymi metodą Arc-PVD.

19

Badania właściwości tribologicznych stopów łożyskowych na bazie cyny stosowanych do wylewania panewek łożysk ślizgowych

Hrabia-Wiśnios J., Leszczyńska-Madej B., Wąsik A., Madej M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 11

14--19

PL

Do najpowszechniej stosowanych stopów łożyskowych należą stopy cyny i ołowiu. Stopy te posiadają plastyczną osnowę z cząstkami nośnymi twardych faz zapewniających dużą odporność na ścieranie. Łożyska wykonane z babbitów cynowych pracują w turbinie w warunkach tarcia płynnego. Zjawisko ścierania najintensywniej pojawia się podczas zatrzymywania lub rozruchu, kiedy łożysko pracuje w warunkach tarcia półpłynnego. Zarówno od powierzchni czopu jak i panwi, zależy niezawodna praca nie tylko samego łożyska, ale i całej turbiny parowej. Stop łożyskowy ma na celu niedopuszczenie do przytarć na kontakcie czop – panew. Ponieważ zatrzymanie pracy turbin jest bardzo kosztowne, od stopów tego typu wymagana jest również długotrwała praca. W artykule przedstawiono wyniki badań dwóch stopów łożyskowych na bazie cyny: Ł82 oraz L89, stosowanych do wylewania panewek łożysk ślizgowych. Stopy te różnią się przede wszystkim zawartością antymonu, miedzi oraz ołowiu. Wykonano obserwacje mikroskopowe z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej, pomiary twardości metodą Brinella oraz badania właściwości tribologicznych w warunkach tarcia technicznie suchego oraz z zastosowaniem oleju TU-32. Uzyskane wyniki wskazują na lepsze właściwości tribologiczne stopu Ł82 o wyższej zawartości antymonu, aniżeli stopu Ł89.

EN

Bearing alloys are widely used in friction assemblies. These alloys are building from soft and plastic matrix with load - bearing particles, which guarantee the great abrasion resistance. Babbitt with a high amount of tin consist three phases: α, β, η or α, β, ε. The α - phase is in the form of solid solution of antimony and copper in tin or in the form of three - component eutectic. Steam bearings play an important role in steam turbines. They determine the position of the movable shaft relative to other turbine components. In the bearing, the shaft, which is usually made of steel, cooperates with the pan with a several millimeter layer of the bearing alloy. The bearing alloy is intended to prevent contact between the pin and the bearing. The paper presents the results of two bearing alloys: Ł82 and L89 used for pouring bearing shells. These alloys differ mainly in the content of antimony, copper and lead. Microscopic observations were made using light microscopy and scanning electron microscopy, Brinell hardness was measured and tribological properties were determined in technically dry friction conditions and using TU-32 oil. The obtained results indicate better tribological properties of the Ł82 alloy with a higher antimony content than the Ł89 alloy.

20

Właściwości tribologiczne warstwy wierzchniej po obróbkach wykończeniowych stopu aluminium

Kalisz J.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 7

492--495

PL

Przedstawiono wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni i właściwości tribologicznych stopu aluminium EN AW-AlCu4MgSi(A) po różnych obróbkach wykończeniowych: szlifowaniu, polerowaniu i nagniataniu tocznym. Do badania odporności na zużycie ścierne oraz wyznaczenia współczynnika tarcia użyto testera T-01M. Testy przeprowadzono w warunkach tarcia suchego, metodą ball-on-disc. Jako przeciwpróbkę zastosowano polerowaną kulkę z ceramiki Al2O3 o średnicy ⌀6 mm. Po nagniataniu uzyskano w badaniach tribologicznych około dwukrotne zmniejszenie wskaźnika zużycia objętościowego w porównaniu ze szlifowaniem i polerowaniem. W zależności od rodzaju obróbki powierzchniowej współczynniki tarcia wynoszą: 0,45 po szlifowaniu, 0,34 po polerowaniu i 0,32 po nagniataniu tocznym.

EN

Investigation’s results of the surface geometric structure and tribological properties of the aluminum alloy EN AW-AlCu4MgSi(A) processed by various finishing treatments: grinding, polishing and ball burnishing are presented in the paper. The test of abrasive resistance and friction coefficient determination was carried out by usage of the T-01M tester. The tests were carried out under dry friction conditions using the ball-on-disc method. As a counter-sample, a polished Al2O3 ceramic ball with a diameter of 6 mm was used. After burnishing, comparing to grinding and polishing, an approximate twice reduction of the volume wear rate was obtained. Depending on the type of surface treatment mean friction coefficients are 0.45 after grinding, 0.34 after polishing and 0.32 after ball burnishing.