Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Change in the surface structure and the oxide layer of the Ti6Al4V ELI alloy as a result of mechanical and heat treatment

Szota Michał

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2021

|

Nr 2

12--21

EN

Surface treatment, both mechanical, chemical and thermal causes a number of changes to the external structure of meterial details. The obtained properties are intended to improve the quality of material details made of a given alloy or pure metal. This paper presents the results of mechanical surface treatment to the thickness of the oxide layer after heat treatment of the TU6Al14V ELI alloy. The experiments were performed for a rod with a diameter of 5 mm cut into semicircular slices. The samples were mechanically activated by mechanical treatment of the surface: sandblasting with glass balls for 5 minutes, sanded with 40, 180, 220 and 800 grit sandpaper for 7.5 and 15 minutes. Using an optical microscope, the microstructure of the samples etched with Kroll's solution was assessed and the surface roughness parameters were measured. The next step was to carry out the heat treatment (at the temperature of 550 oC, for 5 hours), and then the roughness parameters and the thickness of the oxide layer were measured using a scanning microscope. The conducted research has shown that mechanical treatment of the surface resulting in an increase in surface development causes an increase in the thickness of the oxide layer formed during heat treatment. However, machining to reduce surface development, such as polishing, reduces the thickness of the oxide layer. The test results can be used to obtain the desired thickness of the oxide layer in the production of elements requiring increased resistance to wear or corrosion.

2

The possibility to control the thickness of the oxide layer on the titanium Grade 2 by mechanical activation and heat treatment

Szota M., Łukaszewicz A., Machnik K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2020

|

Vol. 100, nr 2

70--77

EN

Purpose: The paper presents the results of microstructure, surface development and thickness of the oxide layer on the pure titanium Grade 2 after mechanical activation and heat treatment (550°C/5h). Design/methodology/approach: Studies show that it is possible to control the thickness of the oxide layer by using different materials to change the roughness of surface - mechanical activation before heat treatment. After mechanical activation and heat treatment, the results of the thickness of the oxide layer as well as a level of surface development were obtained, presented and discussed. Findings: The conducted research have proved that mechanical activation of the surface which cause increase of surface development results in greater thickness of oxide layer which is formed during heat treatment. Nevertheless mechanical activation that results in decrease of surface development, such as polishing, results in decrease of oxide layer thickness. Research limitations/implications: The conducted research have showed up that mechanical activation of the surface which cause increase of surface development results in greater thickness of oxide layer which is formed during heat treatment. Nevertheless, mechanical activation that results in decrease of surface development, such as polishing, results in decrease of oxide layer thickness. Practical implications: are possible using similar method for passivation titanium alloys for medical application. Originality/value: The paper presents the possibility of using mechanical preactivation of surface before heat treatment passivation.

3

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.

4

Reoxidation Processes Prediction in Gating System by Numerical Simulation for Aluminium Alloys

Bruna M., Bolibruchova D., Pastričák R.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 3

23--26

EN

Pouring of liquid aluminium is typically accompanied by disturbance of the free surface. During these disturbances, the free surface oxide films can be entrained in the bulk of liquid, also pockets of air can be accidentally trapped in this oxide films. The resultant scattering of porosity in castings seems nearly always to originate from the pockets of entrained air in oxide films. Latest version of ProCast software allows to identify the amount of oxides formed at the free surface and where they are most likely to end-up in casts. During a filling calculation, ProCast can calculate different indicators which allow to better quantify the filling pattern. The fluid front tracking indicator “ Free surface time exposure” has the units [cm2s]. At each point of the free surface, the free surface area is multiplied by the time. This value is cumulated with the value of the previous timestep. In addition, this value is transported with the free surface and with the fluid flow. Experiments to validate this new functions were executed.

5

AC impedance study of the corrosion resistance of the passivated Ti15Mo implant alloy in physiological saline solution

Szklarska M., Łosiewicz B., Dercz G., Stróż D.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

317--321

EN

The object of this work was the self-passivated Ti–15 wt % Mo implant alloy subjected to anodic oxidation in 1 M acetic acid aqueous solution at 5 V for 1 h. In order to thicken the oxide film a superior biocompatibility and corrosion resistance of the anodized implant was achieved. Surface of the tested alloy before and after anodizing was characterized using X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and profilometry. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements revealed a passive behaviour of the alloy under the experimental conditions. The bilayer oxide film consists of a porous outer layer (6.7±1.0 nm) and a thin, solid inner-barrier layer (1.4±0.3 nm). The obtained film is three times thicker than the oxide layer formed by self-passivation. The electrochemical studies in physiological saline solution (PSS) at 37°C showed that the anodic oxidation improved the corrosion resistance of the Ti15Mo alloy. No pitting corrosion was detected in anodic polarization measurements up to 9.5 V due to the presence of the barrier oxide layer on the alloy surface and phase composition of the examined alloy which contained only β-Ti phase.

PL

W ostatnich latach tytan oraz jego stopy ze względu na bardzo dobre właściwości mechaniczne, dużą biozgodność oraz dobrą odpornością korozyjną zyskują coraz większą popularność jako biomateriały do zastosowań w medycynie. Wśród nich można wyróżnić stop Ti15Mo, w którym alergenne i kancerogenne pierwiastki takie jak Ni, Al czy V zostały zastąpione przez biozgodny molibden. Dodatek stopowy w postaci Mo zwiększa odporność korozyjną, jednocześnie redukując moduł Younga. Stop Ti15Mo dużą odporność na korozję zawdzięcza obecnej na powierzchni stabilnej warstwie tlenkowej, która tworzy się samoistnie w wyniku kontaktu z powietrzem atmosferycznym. W celu polepszenia odporności korozyjnej stopu, a tym samym jego biokompatybilności, próbki Ti15Mo poddano pasywacji w 1 M roztworze kwasu octowego. Do określenia zachowania korozyjnego badanego materiału w środowisku biologicznym wykorzystano metodę elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (ESI).

6

Characterization Of Oxide Layers Produced On The AISI 321 Stainless Steel After Annealing

Bochnowski W., Dziedzic A., Adamiak S., Berchenko M., Trzyna M., Cebulski J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2327--2334

EN

In this study, the structure, chemical composition and topography of oxide layers produced on the surface of the AISI 321 austenitic steel in the annealing process were analyzed. Heat treatment was done at 980°C temperature for 1 hour time in different conditions. The annealing was done in a ceramic furnace in oxidation atmosphere and in vacuum furnaces with cylindrical molybdenum and graphite chambers. The analysis was carried out using the following methods: a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer (EDX), a transmission electron microscope (TEM) equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer (EDX), an X-ray diffractometer (XRD), a secondary ion mass spectrometer with time-of-flight mass analyzer (TOF SIMS) and an atomic force microscope (AFM). The oxide layer formed during annealing of the AISI 321 steel at 980°C consisted of sub-layers, diversified in the chemical composition. The thickness of the oxidized layer is depended on the annealing conditions. In a ceramic furnace in oxidation atmosphere, the thickness of the oxide layer was of 300-500 nm, in a vacuum furnace with molybdenum and graphite heating chambers, it ranged from 40 to 300 nm and from a few to 50 nm, respectively. TOF SIMS method allows to get average (for the surface of 100 μm × 100 μm) depth profiles of concentration of particular elements and elements combined with oxygen. In oxide layers formed in vacuum furnaces there are no iron oxides. Titanium, apart from being bounded with carbon in carbides, is a component of the oxide layer formed on the surface of the AISI 321 steel.

PL

W pracy analizowano strukturę, skład chemiczny oraz topografię warstwy tlenków powstałych na powierzchni stali austenitycznej AISI 321 w procesie wyżarzania. Obróbkę cieplną prowadzono w temperaturze 980°C w czasie 1 godziny w zróżnicowanych warunkach. Wyżarzanie prowadzono w piecu ceramicznym w atmosferze powietrza oraz w piecach próżniowych z cylindryczną komorą molibdenową i grafitową. W prowadzonej analizie wykorzystano skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) wyposażony w spektrometr promieniowania X (EDX), transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) wyposażony w spektrometr promieniowania X (EDX), dyfraktometr rentgenowski (XRD X-Ray Diffraction), spektrometr mas jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (TOF SIMS) oraz mikroskop sił atomowych (AFM). Warstwa tlenków powstała w wyniku wyżarzania stali AISI 321 w temperaturze 980°C składała się z podwarstw różniących się składem chemicznym. O grubości warstwy utlenionej w decydowały warunki wyżarzania. W piecu ceramicznym z atmosferą powietrza grubość warstwy tlenków wynosiła 300-500 μm, w piecu próżniowym z grafitową i molibdenową komorą grzejną grubości wynosiły odpowiednio od 40 nm do 300 nm oraz kilka nm do 50 nm. Badania TOF SIMS pozwalają otrzymać uśrednione profile koncentracji pierwiastków metalicznych oraz profile koncentracji pierwiastków metalicznych będących w kontakcie z tlenem. W warstwach tlenków powstałych w piecach próżniowych nie obserwowano tlenków żelaza. Tytan oprócz roli związania węgla w węglikach, wchodzi w skład warstwy tlenków tworzonych w piecu próżniowym na powierzchni stali AISI 321.

7

Ocena wpływu przygotowania podłoża na właściwości tribologiczne nanoceramicznych warstw tlenkowych

Bara M.

Tribologia

|

2014

|

nr 4

9--20

PL

W artykule zostały przedstawione rezultaty badań tribologicznych warstw tlenkowych wytwarzanych na podłożu stopu aluminium o różnym stopniu przygotowania powierzchni we współpracy ślizgowej z tworzywem sztucznym. Utylitarnym celem badań było ograniczenie niekorzystnego wpływu nierówności powierzchni warstwy tlenkowej w procesie zużywania ściernego tworzywa w skojarzeniu ślizgowym z warstwą. Cel ten osiągnięto poprzez określenie wpływu przygotowania podłoża na kształtowanie topografii powierzchni oraz właściwości tribologiczne nanoceramicznych warstw tlenkowych. Badania tribologiczne przeprowadzono na stanowisku tarciowo-zużyciowym typu trzpień–płaszczyzna. Analiza wyników badań tribologicznych została uzupełniona badaniami morfologii powierzchni oraz badaniami stereometrycznymi wykonanymi przed i po teście tribologicznym. Wyniki badań wykazały znaczący wpływ przygotowania podłoża na kształtowanie topografii powierzchni i właściwości tribologiczne warstw powierzchniowych.

EN

The article presents the results of tribological measurements of an aluminium oxide layer, obtained on aluminium alloy substrate with different degrees of surface preparation, with a plastic material in sliding cooperation. The utilitarian goal of the research was to reduce an unfavourable influence of oxide layer surface roughness during the abrasive wear process of the plastic material with the layer. The purpose was achieved by determining the effect of surface preparation on the formation of the surface topography and tribological properties of oxide layer of nanoceramics. The testing pin–plane was conducted on friction– wear conditions. The analysis of the tribological results was supplemented by surface morphology studies and stereometric research made before and after the tribological test. The results showed a significant effect of surface preparation on the formation of surface topography and tribological properties of the surface coating.

8

Oxidation of an austenitic stainless steel pipe contaminated by petroleum products

Palamarciuc I., Galușcă D. G., Agop M, Achiței D., Manoliu Nuțescu Duduman C.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2014

|

Vol. 62, nr 2

63--68

EN

Purpose:The experimental researches of this paper were carried out in order to investigate the characteristics of the oxide layers obtained on the internal and external surfaces of an austenitic stainless steel pipe. Design/methodology/approach: The surfaces of an austenitic stainless steel pipe were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (XRD) analysis. Also the microindentation hardness was measured, on the both surfaces and between them, in order to detect and verify the improvement of the mechanical properties. Findings: The external surface did not present any corrosion results but the internal surface of the analysed pipe was contaminated by sulphur during the transportation of petroleum products. In spite of this fact it was found that the mechanical properties of such a surface can be improved by air oxidation Researches limitations/implications: It was found that oxidation at lower temperatures (300°C) resulted in formation of harder coatings. For comparison and better interpretation this paper presents the results of the analysis and measurements performed before and after the oxidation and cleaning, demonstrating the effectiveness of this simple method of reconditioning. Originality/value: By experimental investigations of the physical, chemical and mechanical properties of the oxide layers, obtained on J92603 austenitic stainless steel by thermal oxidation, we demonstrated the principled technological possibility of obtaining hardening thermal oxide layers on corroded pipes’ surface.

9

Analysis of crystallite size and lattice deformations changes in an oxide layer on P91 steel

Gwoździk M., Nitkiewicz Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

31-34

EN

The paper contains results of studies on X-ray diffraction analysis XRD (studying the phase composition, crystallite sizes and lattice deformations) of oxide layers on P91 steel, operated for a long time at an elevated temperature (T = 535°C, t = 70,000 h). X-ray studies were carried out on the inner surface of a tube, and then the layer surface was polished down to 3.5 um and the diffraction measurements were performed again to determine individual oxide layers. It has been found that a three-zone oxide layer is formed as a result of long-term operation of P91 steel at the temperature of 535°C. Hematite occurs on the inner surface of the tube. Then magnetite appears below hematite. Going deeper into the layer there is a spinel, i.e. a mixture of magnetite and chromite. A visible decay of total intensity for Fe2O3 is observed already at the polishing depth of 3.5 um. In the case of Fe3O4 and FeCr2O4 an increase in total intensity is observed already from 7 um, what manifests in narrowing the diffraction line and hence in increasing the crystallites size and in the relaxation of stresses in this oxide layer. The broadening of a diffraction line caused by a small size of crystallites is expressed by the Scherrer relationship. Instead, the beta2 broadening resulting from lattice distortions (relaxation of stresses) was determined from the Taylor relationship.

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej XRD (badanie składu fazowego, wielkości krystalitów i odkształceń sieciowych) warstw tlenkowych na stali P91 długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze (T=535 C, t=70000h). Badania rentgenograficzne przeprowadzono na powierzchni wewnętrznej rury, następnie powierzchnie warstwy spolerowywano na głebokość 3,5 um i ponownie wykonywano pomiary dyfrakcyjne w celu określenia poszczególnych warstw tlenkowych. Stwierdzono, ze w wyniku długotrwałej eksploatacji stali P91 w temperaturze 535 C powstaje trójstrefowa warstwa tlenków. Na powierzchni wewnętrznej rury występuje hematyt. Następnie poniżej hematytu pojawia sie magnetyt. Idąc dalej w głąb warstwy występuje spinel, tj. mieszanina magnetytu i chromitu. Widoczny zanik intensywności całkowitej dla Fe2O3 obserwuje się już na głębokości polerowania 3,5 um. W przypadku Fe3O4 i FeCr2O4 od 7 _m obserwuje się już wzrost intensywności całkowitej, co przejawia się zwężeniem linii dyfrakcyjnej, a tym samym zwiększeniem wielkości krystalitów i relaksacja naprężeń w tej warstwie tlenków. Poszerzenie linii dyfrakcyjnej spowodowane mała wielkością krystalitów wyraża się zależnością Scherrera. Natomiast zwężenie wynikające ze zniekształceń sieciowych (relaksacji naprężeń) wyznaczono z zależności Taylora.

10

Simulation of Casting Technologies for Al-Si-Cu Plate Casting

Cupido L. H., Żak P. L.

Archives of Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 13, iss. 3 spec.

11--14

EN

During the casting of aluminium alloys, the susceptibility to form oxide films is high, due to the turbulent flow of the melt and constant exposure of new surface area. This have impact on the properties of the material and the service life of the casting components. Also, hydrogen solubility in the solid state are very low, which ends up being rejected and causing porosity. After pouring, when solidification occurs, another phenomenon arise called shrinkage. This require excess molten metal to be fed during this phase change to eliminate or reduce the effect of volumetric changes. Filling and feeding during aluminium casting is therefore of paramount importance, and careful steps needs to be undertaken to reduce possible defects in the castings. The objective is to apply studied literature guides and rules and simulate the casting process of aluminium alloys, and understand the how certain defects are occurring during this process. This is a preliminary study towards the understanding of the “macro evolution” of Al-Si-Cu alloy during solidification, which will be the bases for the study of microsegregation of the specified alloy.

11

Przebicie elektryczne izolacyjnej warstwy tlenku aluminium elektrycznych podzespołów pojazdów

Bąk Ł.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2012

|

z. 77

5--12

PL

W artykule przedstawiono podstawowe zastosowania elektrolitycznych warstw tlenkowych jako izolatora uzwojeń elektromagnesów i transformatorów oraz uzwojeń elektrycznych siłowników służących do sterowania zaworów silników spalinowych pojazdów samochodowych. Opisano wyniki badań mechanizmu przebicia elektrycznego anodowych powłok tlenkowych wytworzonych na taśmach aluminiowych (Al99,5), przeznaczonych na uzwojenia elektrycznych urządzeń sterujących w pojazdach. W artykule opisano wyniki badań zjawisk zachodzących w powłoce tlenkowej oraz w warstwie powierzchniowej utlenionej taśmy aluminiowej (Al99,5), w miejscu przebicia elektrycznego. Do przebicia elektrycznego wykorzystano elektrodę stożkową, pozwalającą ściśle określić miejsce zniszczenia powłoki wskutek przepływu prądu elektrycznego. Podczas badań wykonano pomiary i rejestrację krzywych przebiegu napięcia i prądu przebicia w celu określenia energii zużytej na uszkodzenie warstwy tlenkowej. Ilość energii elektrycznej zużytej podczas przebicia jest wystarczająca do stopienia zarówno warstwy tlenkowej, jak i mikroobjętości aluminium pod warstwą.

EN

The thesis presents the basic applications of electrolytic oxide layers as insulator of electric winding of electromagnet and transformers and electric winding of cylinders used for steering the valve of combustion engines. The results of research describe the mechanism of avalanche breakdown of oxide layers anode produced on aluminum strip (Al99,5), designed for electric winding which steer the vehicle equipment and valve of combustion engines. The phenomena occurring in the oxide layer and surface layer of oxidized aluminum strip (Al99,5) where the avalanche breakdown occurred are described. Conical electrode was used to define precisely the place of layer destruction due to electric current flow. During the research measurements and registration of voltage and current curve were made to define the energy used to destroy the oxide layer. The amount of energy used during the avalanche breakdown is enough to melt both the oxide layer and micro volume of aluminum under the layer.

12

Wpływ napromieniowania wiązką elektronów na charakterystyki tribologiczne PTFE, POM i PA w skojarzeniu z anodową powłoką twardą

Duda P., Bara M., Kaptacz S.

Tribologia

|

2012

|

nr 3

53-60

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych, stereometrycznych oraz morfologii powierzchni policzterofluoroetylenu (PTFE, Teflon), polioksymetylenu (POM, Delrin) i poliamidu (PA, Nylon) poddanych modyfikacji za pomocą wiązki wysokoenergetycznych elektronów we współpracy z powłoką tlenku aluminium (APT). Celem badań było określenie przydatności wybranych modyfikowanych tworzyw sztucznych do współpracy z wyż. wym. powłokami w niesmarowanych węzłach tarcia. Artykuł stanowi kontynuację zagadnienia dotyczącego współpracy APT z wybranymi tworzywami sztucznymi, stopami żelaza oraz materiałami ceramicznymi. Wyniki badań wykazały, że wybrane materiały zachowują się w różny sposób podczas współpracy tribologicznej z powłoką tlenkową. Zastosowanie zaproponowanej modyfikacji przede wszystkim pogorszyło właściwości tribologiczne wspomnianych tworzyw - głównie intensywność zużywania.

EN

In this paper, the authors present the results of tribological and stereometric tests as well as the results of surface morphology of polytetrafluoroethylene, polyoxymethylene, and polyamide subjected to modification with a beam of high energy electrons in collaboration with an aluminium anodic-oxide coating (AOC). The aim of this study was to determine the suitability of the selected modified polymer to work with an anodic oxide coating in non-lubricated friction nodes. The paper is a continuation of an issue related to AOC cooperation with selected polymer, iron alloys, and ceramic materials. The results showed that the selected materials behave differently during tribological cooperation with an oxide coating. A modification with the use of an electron beam deteriorated the tribological properties of these materials, mainly their wear intensity.

13

Plazmowe utlenianie elektrolityczne aluminium zarys technologii procesu

Gębarowski W., Pietrzyk S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 4

237-242

PL

Plazmowe utlenianie elektrolityczne pozwala otrzymywać na stopach aluminium tlenkowe warstwy ochronne o wysokich parametrach mechanicznych, znacznie przewyższających powłoki otrzymywane na drodze tradycyjnego anodowania. Jest to spowodowane ich litą strukturą, zawierającą dużą ilość twardych faz krystalicznych Al2O3. Warstwy charakteryzują się bardzo dużą twardością, odpornością na ścieranie, posiadają znakomitą przyczepność do podłoża i dobrą odporność na korozję. Własności otrzymywanych powłok zależą głównie od warunków prądowych oraz składu i temperatury elektrolitu. Wysokie potencjały międzyelektrodowe w trakcie trwania procesu wywołują mikrowyładowania, powodujące przebijanie warstewki utlenionej i występowanie lokalnie bardzo wysokich temperatur, odpowiadających za specyficzną budowę i własności warstwy tlenkowej.

EN

Plasma electrolytic oxidation is the relatively new method of oxide layers formation on aluminium alloys. Plasma electrolytic oxide coatings have more advantageous mechanical properties than coatings obtained in traditional anodizing. It is due to dense structure with high content of hard, crystalline phases of Al2O3. Coatings offer very high hardness, wear resistance, great interfacial adhesion and good corrosion resistance. Thickness of alumina layers can reach up to 300 [mi]m. The final properties of coatings depend on the process parameters like: current conditions, composition and temperature of electrolyte. During the process high potentials occur, which result in electric breakdowns of oxide layer visible as a short duration micro-arcs on whole surface of electrode. These micro breakdowns locally heat up oxide to very high temperatures, which leads alumina fusing. This phenomenon is responsible for the specific morphology of oxide layer. Plasma electrolytic oxidation is environmentally friendly because of high diluted electrolytes are used. Coatings have many applications in industry, especially in areas with particularly high endurance requirements. Additionally this technique gives great possibilities to producing many different composites coatings.

14

Odporność na przebicie elektryczne izolacyjnej warstwy tlenku glinu

Posmyk A., Bąk Ł., Chmiela B.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 1

47-52

PL

W pracy przedstawiono podstawowe zastosowania elektrolitycznych warstw tlenkowych jako izolatora uzwojeń elektromagnesów i transformatorów oraz uzwojeń elektrycznych siłowników służących do sterowania zaworów silników spalinowych pojazdów samochodowych. Opisano wyniki badań przebicia elektrycznego anodowych powłok tlenkowych wytworzonych na taśmach aluminiowych (A99,5) przeznaczonych na uzwojenia elektrycznych urządzeń sterujących w pojazdach. W artykule opisano wyniki badań zjawisk zachodzących w powłoce tlenkowej oraz w warstwie powierzchniowej utlenionej taśmy aluminiowej (A99,5). Podczas badań wykonano pomiary i rejestrację krzywych przebiegu napięcia i prądu przebicia w celu określenia energii zużytej na uszkodzenie warstwy tlenkowej. Rość energii elektrycznej zużytej podczas przebicia jest wystarczająca do stopienia zarówno warstwy tlenkowej jak i mikroobjętości aluminium pod warstwą. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że podczas przebicia ma miejsce stopienie warstwy tlenkowej i określonej mikroobjętości taśmy aluminiowej oraz erupcja stopionego metalu na powierzchnię tlenku. Kropelki ciekłego metalu są wyrzucane nawet ponad 200 mikrometr od osi krateru.

EN

The thesis presents the basic applications of electrolytic oxide layers as insulators of electric winding of electromagnet and transformers and electric winding of cylinders used for steering the values of combustion engines. The mechanism of avalanche breakdown of oxide anodizing layers produced on aluminum strip (A99,5) has been described. Voltage and current curve have been registered during the research measurements to define how much energy is used to destroy the oxide layer. The amount of energy used during the avalanche breakdown is enough to melt both the oxide layer and micro volume of aluminum under the layer. On the basis of the research it has been stated that during the avalanche breakdown, oxide layer and specified microvolume of aluminum strip are melted and eruption of melted metal on the oxide layer occurs. Drops of liquid metal are thrown even over 200 mikrometr from the axis of the crater.

15

Metoda elementów skończonych w badaniach tribologicznych

Kubica M., Służałek G.

Logistyka

|

2011

|

nr 6

PL

Praca traktuje o metodzie elementów skończonych (MES) i jej zastosowaniu w badaniach węzłów tribologicznych: kulka-tarcza, kostka-płytka, klocek-płytka, trzpieńtarcza, rolka-klocek płaski, rolka-klocek wklęsły i rolka-rolka. Analizy komputerowe przeprowadzono po wprowadzeniu odpowiednich właściwości materiału próbki i własności wytworzonej na niej warstwy tlenkowej, a także zadaniu warunków brzegowych odpowiadających rzeczywistym. Badania wykonano w programach wykorzystujących do obliczeń MES, przedstawiono wnioski z ich użycia, oraz pokazano ich wady i zalety. Zebrane konkluzje wskazują na różnorodność działania i możliwości użytych aplikacji, które są pomocne w początkowych fazach technicznego cyklu życia produktu.

EN

The paper is about finite element method (FEM) and its application in tribometers uses a: ball-on-disc, cube-on-plate, block-on-plate, pin-on-disc, block-on-ring and ring-ring. Computer analyses were performed after entering material properties and the properties of the oxide layer produced on sample and task boundary conditions corresponding to actual. The tests were performed in programs using FEM for calculations, presented conclusions from the use of software, and showing their advantages and disadvantages. Collected conclusions indicate to variety of activities and capabilities used in applications which are helpful in the initial phases of a technical product life cycle.

16

Ocena odporności zużyciowej tworzyw polimerowych we współpracy z powłoką tlenkową

Duda P., Bara M., Kaptacz S.

Tribologia

|

2010

|

nr 4

77-85

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych i stereometrycznych tworzyw polimerowych: POM (Delrin), PTFE (Teflon), PA (Nylon) we współpracy z powłoką tlenku aluminium. Celem badań było określenie przydatności wybranych tworzyw do współpracy z APT (anodową powłoką twardą) w niesmarowanych węzłach tarcia. Wyżej wymienione powłoki zostały wytworzone na stopie aluminium EN AW-5251 metodą elektrochemiczną z elektrolitów trójskładnikowych. Testy tribologiczne przeprowadzono w skojarzeniu kulka–tarcza testera T-01 dla ruchu obrotowego w warunkach tarcia technicznie suchego. Pozostałe parametry badań przyjęto zgodnie z wytycznymi programu VAMAS.

EN

This paper presents the tribological and stereometric research of polymer materials: POM (Delrin), PTFE (Teflon), PA (Nylon) in cooperation with the oxide aluminium alloy. The purpose of the study was to determine the suitability of chosen materials to work with the AHC (anodic hard coating) in applications to technically dry friction condition nodes. These coatings have been obtained on the aluminium alloy EN-AW-5251 using an electrochemical process. Tribological tests were carried out on ball-on-disk T-01 testing machine (disk rotating) in dry friction conditions. Other test parameters are considered in accordance with the VAMAS program guidelines.

17

Properties of oxide films produced on surface of aluminum alloys

Płonka S., Lorek R.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2010

|

Vol. 34, nr 3

33-47

EN

The paper presents results of 3D geometric structure of the surface of Al2O3 oxide films generated in the following aluminum alloys: AlCu4Mg1, AlSi1MgMn and AlZn9Si7. There are presented hardness distributions on depth of the oxide film obtained in result of hard electrolytic oxidation, investigation of microstructure of this film with use of the BSE detector, and microanalysis of chemical composition performed with use of the EDS detector. One has undertaken an attempt of selection of aluminum alloy type to production of rotors to open end spinning machines, with respect to selected parameters of surface topography and maximal hardness of the oxide film.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni 3D warstw tlenkowych Al2O3 i wytworzonych na stopach aluminium: AICu4Mg1 i AlSi1MgMn oraz AlZn9Si7. Określono rozkład twardości na głębokości warstwy tlenkowej uzyskanej w wyniku utleniania elektrolitycznego twardego. Przedstawiono wyniki badania mikrostruktury warstwy oraz analizę składu chemicznego wykonaną przy użyciu odpowiednio detektorów BSE i EDS. Podjęto próbę doboru stopu aluminium na rotory przędzarek bezwrzecionowych, z uwzględnieniem przyjętych parametrów topografii powierzchni, oraz maksymalne twardości warstwy tlenkowej.

18

Charakterystyki tribologiczne warstwy Al2O3 modyfikowanej grafitem w skojarzeniu ślizgowym z kompozytami polimerowymi

Bara M., Skoneczny W., Kaptacz S.

Tribologia

|

2009

|

nr 4

23-32

PL

W pracy przedstawiono właściwości tribologiczne warstw Al2O3 modyfikowanych grafitem. Ceramiczno-grafitowe warstwy powierzchniowe zostały wytworzone na stopie aluminium EN-AW-5251 technologią "duplex" oraz technologią bezpośrednią. Kompozytowe warstwy powierzchniowe poddano skojarzeniu z tworzywami: PEEK, PEEK/BG oraz T5W, wykorzystywanymi do produkcji uszczelnień urządzeń tłokowych. Testy tribologiczne przeprowadzono na testerze T-17 dla ruchu posuwisto-zwrotnego w warunkach tarcia technicznie suchego. W pracy przedstawiono również rezultaty badań stereometrycznych ceramiczno-grafitowych warstw, przed i po teście tribologicznym. Analiza wyników badań tribologicznych została uzupełniona o badania morfologii powierzchni warstw użytych w skojarzeniu ślizgowym.

EN

The paper presents the tribological properties of Al2O3 coatings modified using graphite in a sliding contact with polymer composites. Ceramic-graphite upper surface layers formed on the aluminium alloy EN-AW-5251 using the duplex technology as well as a direct technology were subjected to a contact with the following materials: PEEK, PEEK/BG and T5W, on a T-17 tester under technically dry friction conditions. The tests were carried out at a constant unit pressure of 0.5 MPa and at a constant average sliding speed of 0.2 m/s for all the investigated couples. The tests were carried out along a 6 km distance in four stages, after which the polymer wear was measured. The analysis of the tribological test results has shown a significant reduction of the friction forces and material wear being the result of a modification of the oxide coatings. It has been also found that a modification of polymers with graphite and carbon has a positive impact on their tribological properties, which conditions their application in unlubricated kinematic couples.

19

Badania warstwy tlenkowej w procesie wysokotemperaturowego utleniania folii FeCrAl

Murzyński D., Rakoczy J., Reszka K.

Chemik

|

2009

|

Vol. 62, nr 1

11-13

PL

Urządzenia katalityczne, które znajdują zastosowanie w dopalaniu spalin samochodowych budowane są z bloków składających się ze zwiniętej folii metalowej, na której jest osadzona warstwa aktywna katalitycznie. W celu otrzymania warstwy aluminy umożliwiającej osadzenie metalicznej fazy aktywnej prowadzono proces utleniania folii FeCrAl w zakresie temperatur 840-860°C. Zastosowano atmosferę mieszaniny argonu i tlenu, w której udział tlenu zmieniał się od 33% do 74%. Przeprowadzono badania struktury warstw tlenkowych, składu i właściwości katalitycznych.

EN

Catalytic sets which are currently using for the burning down of automotive exhaust are made with the rolled foil. Foil is usually deposited with active catalytic layer. In aim of depositing the metallic active phase on alumina layer, foil of FeCrAl was oxidized at the range of temperature 840-860°C. The atmosphere of argon and oxygen composition, which was used for oxidation, contained 33% -74% of oxygen. Structure, composition of oxide layers and their catalytic activity was tested.

20

Transparentne powłoki przewodzące

Nocuń M.

Świat Szkła

|

2008

|

nr 5 [119]

44-46