PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 18

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available Evaluation of the Effects of ZDDP and Graphene Additives in PAO 8 Oil on the Tribological Properties of Tialn Coating
Kowalczyk Joanna, Madej Monika, Ozimina Dariusz
Tribologia
|
2023
|
nr 2
35--44
EN
This paper investigates the tribological effects of graphene and anti-wear zinc dialkyl dithiophosphates (ZDDP). Friction tests have been carried out on a tribological tester which operates as a ball and disc assembly in a frictional, sliding motion. Tests were carried out with a load of 10 N over a sliding distance of 1000 m. TiAlN coated HS6-5-2C steel discs, and 100Cr6 steel balls were used in the tests. Tests were conducted under lubrication conditions with poly(α)olefin oil PAO 8 with graphene and/or ZDDP. The chemical composition of the TiAlN coating was studied using a scanning electron microscope, and the wear marks on the discs and balls were observed. The geometric structure of the samples was analysed before and after the friction tests using a confocal microscope with interferometric mode. The results indicated that the addition of ZDDP and graphene to the poly(α)olefin oil had an effect on reducing the friction coefficient.
PL
W artykule określono wpływ grafenu i dodatku przeciwzużyciowego dialkiloditiofosforanu cynku ZDDP na właściwości tribologiczne. Badania tarciowe przeprowadzono na testerze tribologicznym pracującym w skojarzeniu trącym kula–tarcza w ruchu ślizgowym. Testy wykonano przy obciążeniu 10 N na drodze tarcia równej 1000 m. Do badań użyto tarcz ze stali HS6-5-2C z powłoką TiAlN oraz kul ze stali 100Cr6. Testy przeprowadzono w warunkach smarowania olejem poli(α)olefinowym PAO 8 z grafenem i/lub z ZDDP. Za pomocą mikroskopu skaningowego zbadano skład chemiczny powłoki TiAlN, a także obserwowano ślady wytarcia na tarczach i kulach. Przy użyciu mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym dokonano analizy struktury geometrycznej próbek przed oraz po testach tarciowych. Uzyskane wyniki badań wskazały, że dodatek ZDDP i grafenu do oleju poli(α)olefinowego wpłynął na zmniejszenie współczynnika tarcia.
2
Content available Warstwy powierzchniowe o szczególnych cechach : Mechanizm tworzenia i badania eksperymentalnie ich cech
Ozimina Dariusz, Madej Monika, Radek Norbert, Styp-Rekowski Michał
Obróbka Metalu
|
2023
|
nr 3
35--40
PL
W artykule przedstawiono rozważania dotyczące możliwości rozszerzenia wykorzystania obróbki elektroiskrowej. Wykazano, że obróbka elektroiskrowa może znaleźć zastosowania nie tylko bezpośrednio w procesach wytwórczych lecz także pośrednio - w procesach modyfikujących cechy użytkowe obrabianych elementów.
EN
In this paper considerations regarding the possibility of using electro-spark treatment were presented. It has been shown that electro-sparking can be used not only directly in manufacturing processes but also indirectly - in processes modifying the performance characteristics of the elements to be treated.
3
Content available Increasing the operational reliability of a ship by using a composite impeller in the event of hydrophore pump failure
Jabłońska Monika, Jurczak Wojciech, Ozimina Dariusz, Adamiak Marcin
Eksploatacja i Niezawodność
|
2023
|
Vol. 25, no. 1
art. no. 18
EN
The time-consuming technological process of manufacturing impellers and the high production costs are the reason for the search for alternative materials and manufacturing methods. In this paper, based on a literature analysis, the performance of a pump with an impeller that was manufactured by an incremental method from polyethylene terephthalate with an admixture of glycol and carbon fibre (PETG CF) was selected and studied. Operation tests were conducted on the ship’s rotodynamic pump test bench. The composite impeller pump was shown to have an efficiency at the selected printing parameters of 26,23%, comparable to a tin bronze impeller, which has an efficiency of 27,7%. The maximum pump useful power with the impellers tested was 337 W at a flow rate of 4.42 m3/h. The results confirm that, with a filament layer height of 0.12 mm and 100% fill in the four print contours, the pump characteristics obtained are consistent with those of the reference impeller. This fact ensures continuous operation of the ship’s pump for 48 hours which makes the chosen manufacturing method a reliable emergency method of impeller repair in offshore operations.
4
Content available Effect of ZDDP and Fullerenes Added to PAO 8 Lubricant on Tribological Properties of the Surface Layer of Steel Bare Steel and W-DLC Coating
Kowalczyk Joanna, Kulczycki Andrzej, Madej Monika, Ozimina Dariusz
Tribologia
|
2022
|
nr 1
19--32
EN
The paper presents the effect of adding zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP) and/or fullerenes on the properties of tribological systems coated with diamond-like carbon coatings doped with tungsten (W-DLC) and 100Cr6 steel without coating. The tribological tests were performed using a ball-on-disc tribometer. Discs made of bare 100Cr6 steel and discs with W-DLC coating were used as samples. Balls made of 100Cr6 steel were used as counter samples. The lubricants used:poly (α) olefin oil PAO 8, PAO 8 + 1.5% of ZDDP, PAO 8+ 0.005% of C60 fullerenes and PAO 8 + 1.5% of ZDDP + 0.005% of C60 fullerenes. Observations of the W-DLC coating were carried out using a scanning microscope, and the EDS analysis enabled the identification of the chemical composition along the cross-sections of the coating. A confocal microscope operating in the interferometric mode was used to analyse the geometrical structure of the samples before and after the friction tests. Observations of the wear marks on the samples and counter-samples were also carried out using a scanning microscope, and the chemical composition on the surfaces of the friction pairs was determined. The obtained test results indicated that the PAO 8 + ZDDP + C60 lubricant caused a reduction in the coefficient of friction and the linear wear in the tested steel friction pairs. In the case of W-DLC coating, however, the ZDDP added to PAO 8 increased the resistance to motion with a simultaneous improvement in anti-wear properties.
PL
W artykule zbadano wpływ dodatku w postaci dialkiloditiofosforanu cynku ZDDP i/lub fulerenów na właściwości systemów tribologicznych pokrytych diamentopodobnymi powłokami domieszkowanymi wolframem W-DLC oraz stali 100Cr6 bez pokrycia. Testy tribologiczne wykonano na testerze tribologicznym pracującym w skojarzeniu trącym kula-tarcza. Do badań jako próbek użyto tarcz ze stali 100Cr6 bez powłoki i z naniesioną powłoką W-DLC, a jako przeciwpróbek użyto kul ze stali 100Cr6. Badania przeprowadzono w warunkach smarowania olejem poli(α)olefinowym PAO 8, PAO 8 i 1,5% ZDDP, PAO 8 i 0,005% fulerenów C60 oraz PAO 8 i 1,5% ZDDP oraz 0,005% fulerenów C60. Za pomocą mikroskopu skaningowego wykonano obserwacje powłoki W-DLC, a analiza EDS umożliwiła identyfikację składu chemicznego na przekrojach poprzecznych powłoki. Mikroskop konfokalny z trybem interferometrycznym posłużył do analizy struktury geometrycznej próbek przed i po testach tarciowych. Przeprowadzono także obserwacje śladów wytarcia próbek i przeciwpróbek na mikroskopie skaningowym oraz określono skład chemiczny na powierzchniach par trących. Uzyskane wyniki badań wskazały, że substancja smarowa PAO 8 + ZDDP + C60 spowodowała zmniejszenie współczynnika tarcia i zużycia liniowego w badanych stalowych węzłach tarcia. Natomiast oddziaływanie ZDDP w przypadku powłoki W-DLC i PAO 8 wpłynęło na zwiększenie oporów ruchu z jednoczesną poprawą właściwości przeciwzużyciowych.
5
Content available The Influence of Synthetic Hydrocarbon on Lubricating Properties of Fuels for Turbine Engines
Kaźmierczak Urszula W., Kulczycki Andrzej, Ozimina Dariusz
Tribologia
|
2021
|
nr 2
21--28
EN
Recently, steps have been taken to introduce synthetic hydrocarbons to aviation fuels as biocomponents. This action is an innovative change in the approach to aviation fuels. This new approach to the assessment of fuel properties requires a revision of the existing criteria for their quality assessment, including those relating to tribological properties. In the requirements for Jet fuel, only the BOCLE test simulating continuous circular motion was used to assess lubricity. Research on the use of fuels containing components with highly differentiated chemical compositions indicate that the BOCLE test may be an insufficient criterion for assessing the lubricity of fuels for aircraft turbine engines. An additional HFRR test modelling the processes accompanying the reciprocating friction that occurs in some lubricated elements of the fuel system has been proposed. This article presents the results of BOCLE and HFRR tests on a range of Jet A1 fuel mixtures and various synthetic paraffin hydrocarbons. A preliminary analysis of the observed effect of synthetic hydrocarbons on the results of both tests is presented.
PL
W ostatnim okresie podjęto działania zmierzające do wprowadzenia do paliw lotniczych węglowodorów syntetycznych jako biokomponentów. Działanie to ma charakter innowacyjnych zmian w podejściu do paliw lotniczych. To nowe podejście do oceny właściwości paliw wymaga rewizji dotychczasowych kryteriów ich oceny jakości, w tym odnoszących się do własności tribologicznych. W wymaganiach dla paliwa Jet dla oceny smarności stosowany był wyłącznie test BOCLE symulujący ruch ciągły po okręgu. Badania nad zastosowaniem paliw zawierających komponenty o silnie zróżnicowanym składzie chemicznym wskazują, że test BOCLE może być niewystarczającym kryterium oceny smarności paliw do turbinowych silników lotniczych. Zaproponowano dodatkowy test HFRR, modelujący procesy towarzyszące tarciu w ruchy posuwisto-zwrotnym, który występuje w niektórych smarowanych elementach układu paliwowego. W artykule zaprezentowano wyniki badań w testach BOCLE i HFRR gamy mieszanek paliwa Jet A1 i różnych syntetycznych węglowodorów parafinowych. Przedstawiono wstępną analizę zaobserwowanego wpływu syntetycznych węglowodorów na wyniki obu testów.
6
Content available Classification and modelling of sound emission signals in selected tribosystems
Kekez Michał, Jurczak Wojciech, Ozimina Dariusz
Tribologia
|
2021
|
nr 3
19--26
EN
The paper presents an analysis of the sound level recorded during dry sliding friction conditions. Balls with a diameter of 6 mm placed on pins were made of 100Cr6 steel, silicon carbide (SiC), and corundum (Al2 O3 ), while rotating discs with a height of 6 mm and a diameter of 42 mm were made of 100Cr6 steel. Each pin and disc system was tested for two values of the relative humidity of the air (50 ± 5% and 90 ± 5%). Models of the A-sound level were developed using regression trees and random forest. The paper presents an analysis of the accuracy of the models obtained. Classifications of the six tests performed on the basis of sound level descriptors were also carried out.
PL
W pracy przedstawiono analizę poziomu dźwięku zarejestrowanego podczas tarcia technicznie suchego w ruchu ślizgowym. Podczas sześciu testów tribologicznych stosowano próbkę wykonaną ze stali 100Cr6 oraz trzy przeciwpróbki, wykonane ze stali 100Cr6, węglika krzemu (SiC) i korundu (Al2 O3 ), przy czym każdy układ próbka – przeciwpróbka był testowany dla dwóch wartości wilgotności względnej powietrza (50 ± 5% i 90 ± 5%). Opracowano modele poziomu dźwięku A z użyciem drzew regresji i lasu losowego. W pracy zamieszczono analizę dokładności otrzymanych modeli. Została również przeprowadzona klasyfikacja sześciu wykonanych testów w oparciu o deskryptory poziomu dźwięku.
7
Content available Modyfikowanie cech warstwy wierzchniej
Ozimina Dariusz, Radek Norbert
Obróbka Metalu
|
2021
|
nr 3
38--43
PL
Przedstawiono rozszerzony model jednej z metod tworzenia warstw wierzchnich – za pomocą obróbki elektroiskrowej. Zidentyfikowano zjawiska elementarne decydujące o efektach obróbki. Opisano mechanizmy powstawania poszczególnych stref warstwy wierzchniej oraz czynniki determinujące cechy tej warstwy. Przedstawiono także wyniki badań wstępnych, które potwierdziły możliwość wykorzystania obróbki elektroiskrowej do nadawania oczekiwanych własności i właściwości powierzchniom roboczym elementów maszyn współpracujących tarciowo. Uzyskane wyniki potwierdziły konieczność dalszej obróbki wytworzonych w taki sposób warstw wierzchnich. Powinno to przyczynić się do zwiększenia odporności na zużywanie elementów maszyn.
EN
In this paper one of the methods of creating surface layers - by means of electrospark treatment is presented. The elementary phenomena determining the processing effects were identified. Mechanisms of formation of individual zones of the surface layer and factors determining WW features are described. The results of experimental studies were also presented, which confirmed the possibility of using electrical discharge machining to impart the expected properties and characteristics to the working surfaces of frictionally cooperating machine elements. The results obtained confirmed the need for further mechanical treatment of the surface layers produced in this way. Modification of WW by the proposed method should contribute to a significant increase in the wear resistance of machine elements.
8
Content available The Influence of Ion Implantation on the Properties of Ti6Al4V Titanium Alloy in Biotribological Systems
Ozimina Dariusz, Piotrowska Katarzyna, Madej Monika, Granek Arkadiusz
Tribologia
|
2020
|
nr 4
27--36
EN
The article is devoted to the assessment of the geometrical structure of the surface as well as the mechanical and tribological properties of the surface layers obtained in the process of ion implantation. The titanium alloy Ti6Al4V used in biotribological systems was implanted with nitrogen and argon ions. Investigations of the geometrical structure of the surface before and after the tribological tests were carried out using confocal microscopy. The hardness of the tested materials was determined by the instrumental indentation method using a Vickers indenter. A nanotribometer was used for tribological tests. The tests were carried out in a reciprocating motion under conditions of technically dry friction and friction with the lubrication of Ringer's solution. SEM scanning microscopy was used to determine the width of the wear pattern and the wear mechanism. The conducted research showed that the hardness of the tested materials increased as a result of ion implantation. The tribological tests showed that the use of ion implantation improves the tribological properties, and the dominant wear mechanism was abrasive wear.
PL
Artykuł poświęcony jest ocenie struktury geometrycznej powierzchni oraz właściwości mechanicznych i tribologicznych warstw wierzchnich uzyskiwanych w procesie implantacji jonowej. Stop tytanu Ti6Al4V stosowany systemach biotribologicznych implantowano jonami azotu i argonu. Badania struktury geometrycznej powierzchni przed i po testach tribologicznych przeprowadzano przy użyciu mikroskopii konfokalnej. Twardość badanych materiałów wyznaczano metodą instrumentalnej indentacji przy zastosowaniu wgłębnika Vickersa. Do testów tribologicznych wykorzystano nanotribometr. Badania realizowano w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Mikroskopię skaningową SEM wykorzystano do określenia szerokości śladu wytarcia oraz mechanizmu zużywania. Przeprowadzone badania wykazały, że w wyniku implantacji jonowej nastąpił wzrost twardości badanych materiałów. Testy tribologiczne wskazały, że zastosowanie implantacji jonowej wpływa na poprawę właściwości tribologicznych, a dominującym mechanizmem zużywania było zużycie ścierne.
9
Content available Właściwości tribologiczne powłok DLC smarowanych cieczą jonową
Madej Monika, Kowalczyk Joanna, Ozimina Dariusz
Obróbka Metalu
|
2020
|
nr 4
40--46
PL
W artykule przedstawiono wybrane właściwości powłoki TiN osadzonej na stali 100Cr6 techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD). Określono parametry tribologiczne, a mianowicie współczynnik tarcia i zużycie liniowe na testerze TRB3 pracującym w skojarzeniu trącym kula-tarcza w ruchu ślizgowym. Tarcza wykonana była ze stali 100Cr6 z powłoką a-C:H, a kula ze stali 100Cr6. Badania wykonano w warunkach tarcia technicznie suchego i ze smarowaniem cieczą jonową bis(trifluorometylosulfonylo) amidem triheksylotetradecylofosfoniowym. Obserwacje struktury powłoki zrealizowano przy użyciu mikroskopu skaningowego, a analizę struktury geometrycznej powierzchni próbek przed i po testach tribologicznych wykonano profilometrem optycznym. Wyniki badań wskazały, że mniejszą wartość współczynnika tarcia, lecz większe zużycie tarczy uzyskano w warunkach smarowania cieczą jonową.
EN
The paper presents selected properties of a-C:H coating deposited on 100Cr6 steel deposited by physical vapour deposition PVD. Tribological parameters were determined on the TRB3 tester operating in a ball-disc friction combination in sliding motion. The disc was made of 100Cr6 steel with a-C:H coating, and the ball was made of 100Cr6 steel. The tests were conducted under dry friction conditions and with trihexyltetradecylphosphonium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide ionic liquid lubrication. The coating structure was observed using a scanning electron microscope. The surface texture of the samples was performed with an optical profilometer. The test results showed that the smaller coefficient of friction and wear of disc was obtained after friction with lubrication ionic liquid.
10
Content available Evaluation of performance characteristics of the environmentally friendly cutting fluid with zinc aspartate
Kowalczyk Joanna, Madej Monika, Ozimina Dariusz
Eksploatacja i Niezawodność
|
2020
|
Vol. 22, no. 3
465--471
EN
The effect of the cutting fluid with zinc aspartate on the quality of the workpiece surface layer is reported. Until now, zinc aspartate has been used primarily in medicine and pharmacology. This paper compares the ecological cutting fluid containing zinc aspartate with a classic mineral oil-based coolant. Toxicity tests and a controlled process of tool wear during face turning were performed. Test results indicate that the use of zinc aspartate-based cutting fluids contributes to the reduction of the material roughness parameter values up to 35%, benefitting the final quality of the workpiece.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu cieczy chłodząco-smarującej z asparaginianem cynku na jakość technologiczną warstwy wierzchniej obrabianych elementów. Asparaginian cynku dotychczas nie był stosowany w takich rozwiązaniach, głównie wykorzystywany był w medycynie i farmakologii. W badaniach przeprowadzono analizę porównawczą proekologicznego chłodziwa zawierającego asparaginian cynku z klasycznym chłodziwem opartym na bazie oleju mineralnego. Ciecze chłodząco-smarujące poddano badaniom toksyczności oraz wykonano kontrolowany proces eksploatacji narzędzi w czasie toczenia poprzecznego. Wyniki badań wskazują, że zastosowanie chłodzenia cieczą na bazie asparaginianu cynku redukuje parametry chropowatości obrabianego materiału nawet o 35%, korzystnie wpływając na jakość finalną detalu.
11
Content available Tribological Properties of Diamond-Like Carbon Coatings at Friction Joints Lubricated with Ionic Liquid
Milewski Krystian, Madej Monika, Ozimina Dariusz
Tribologia
|
2019
|
nr 5
59--69
EN
The paper reports the study of a-C: H and a-C:H:Si diamond-like carbon coatings obtained in plasma-assisted chemical vapour deposition processes PACVD. The influence of the coatings on tribological properties of tribopairs under dry friction and in lubrication with synthetic oil PAO-8 and selected ionic liquid was evaluated. To perform the analysis, 100Cr6 steel samples uncoated and coated with a-C:H and a-C:H:Si were compared. Surface topography studies were performed using an atomic force microscope. Using SEM with an EDS analyser, the surface morphology of the coatings was observed, and the elements contained in the coatings were identified. Tribotests were carried out in a ball-on-disc tribotester under dry friction and with lubricants. The characteristics of the texture of the samples before and after the tribotests were determined using a confocal microscope in an interferometric mode. The test results showed that the tribo-pairs with a-C:H in lubrication with ionic liquid had the best tribological characteristics, i.e., the lowest coefficient of sliding friction.
PL
Artykuł dotyczy badań powłok diamentopodobnych typu a-C:H oraz domieszkowanych krzemem a-C:H:Si uzyskiwanych w procesach chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganych plazmą PACVD. Poddano ocenie wpływ powłok na właściwości tribologiczne węzłów tarcia w warunkach tarcia technicznie suchego oraz smarowania olejem syntetycznym PAO-8 i cieczą jonową bis(trifluorometylosulfonylo) amidem triheksylotetradecylofosfoniowym. W celu przeprowadzenia analizy porównano próbki ze stali 100Cr6 oraz pokryte diamond-like carbon coating typu a-C:H oraz a-C:H:Si. Badania topografii powierzchni wykonano na mikroskopie sił atomowych. Obserwacje morfologii powierzchni i identyfikację pierwiastków przeprowadzono przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z analizatorem EDS. Badania tribologiczne przeprowadzono na tribotesterze pracującym w skojarzeniu kula–tarcza w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia z zastosowaniem substancji smarowych. Charakterystykę struktury geometrycznej próbek przed oraz po badaniach tribologicznych wykonano mikroskopem konfokalnym z trybem interferometrycznym. Wyniki badań wskazały, że najlepszymi charakterystykami tribologicznymi – najmniejszym współczynnikiem tarcia w ruchu ślizgowym charakteryzowały się pary trące z diamond-like carbon coating typu a-C:H w warunkach smarowania cieczą jonową.
12
Content available The Influence of Cutting Fluid Containing Zinc Aspartate on the Wear of Cutting Tools During Turning
Madej Monika, Kowalczyk Joanna, Ozimina Dariusz, Nowakowski Łukasz, Kulczycki Andrzej
Tribologia
|
2019
|
nr 4
53--61
EN
The paper presents the results of tests of the wear of cutting tools following the process of facing with lubrication with cutting fluids. The tests were carried out on a CNC lathe with the use of two cutting fluids: one based on mineral oil and the other containing zinc aspartate. After machining, the tool wear was measured using a stereoscopic inspection microscope. Observation of surface morphology and identification of elements was performed using a scanning electron microscope with a EDS analyser. Measurements of the geometric structure of the surface of turned elements were performed using an optical profilometer. The non-toxic coolant with zinc aspartate used in the tests resulted in the formation of surface layers enriched with zinc compounds, which directly translated into the improvement of technological quality of the workpiece.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań zużycia narzędzi skrawających po procesie toczenia poprzecznego ze smarowaniem cieczami obróbkowymi. Badania wykonano na tokarce sterowanej numerycznie z zastosowaniem dwóch cieczy chłodząco-smarujących na bazie oleju mineralnego oraz zawierającej asparaginian cynku. Po obróbce zmierzono zużycie narzędzi za pomocą stereoskopowego mikroskopu inspekcyjnego. Obserwacje morfologii powierzchni i identyfikację pierwiastków przeprowadzono przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z analizatorem EDS. Pomiary struktury geometrycznej powierzchni elementów toczonych wykonano profilometrem optycznym. Zastosowane w badaniach nietoksyczne chłodziwo z asparaginianem cynku spowodowało powstanie warstw wierzchnich wzbogaconych w związki cynku, co bezpośrednio przełożyło się na poprawę jakości technologicznej detalu.
13
Content available Properties of diamond-like carbon coatings on the titanium alloy Ti13Nb13Zr
Madej Monika, Piotrowska Katarzyna, Ozimina Dariusz
Tribologia
|
2019
|
nr 6
39--46
EN
The paper discusses the results of experimental research on DLC type diamond coating a-C:H obtained by the technique of physical vapour deposition from PVD on titanium alloy Ti13Nb13Zr. Calotest and an optical microscope were used to determine the thickness of the obtained coating. The nano-hardness of uncoated and with a-C:H coating was determined by the indentation method using a Berkovich indenter. The geometric structure of the surface before and after tribological tests was assessed using a confocal microscope with an interferometric mode. Tests of the resistance of test materials to tribological wear were performed on a tribometer in reciprocating motion under technically dry friction, and friction with lubrication with an artificial blood solution and Ringer’s solution. Tests carried out for the combination of a 6 mm diameter Al2O3 ball-Ti13Nb13Zr titanium alloy disc without and with the DLC coating applied. The results obtained during the tests showed that the use of the DLC coating increases the hardness five times and reduces the friction. In the case of technically dry friction, the coefficient of friction decreased by 70%, the solution of artificial blood by 50%, and in the case of Ringer’s solution by 90%, in comparison with the results obtained for the Ti13Nb13Zr alloy.
PL
W pracy omówiono wyniki eksperymentalnych badań powłoki diamentopodobnej DLC typu a-C:H otrzymywanej techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na stopie tytanu Ti13Nb13Zr. Do określenia grubości otrzymanych powłoki posłużył kulotester oraz mikroskop optyczny. Nanotwardość elementów bez powłoki oraz z powłoką a-C:H wyznaczono metodą indentacyjną przy użyciu wgłębnika Berkovicha. Strukturę geometryczną powierzchni przed i po testach tribologicznych oceniano za pomocą mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym. Badania odporności materiałów testowych na zużycie tribologiczne przeprowadzono na tribometrze w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem roztworem sztucznej krwi i roztworem Ringera. Obecność płynu miała na celu symulowanie naturalnych warunków tribologicznych występujących w ciele człowieka. Testy zrealizowano dla skojarzenia: kulka z Al2O3 – tarcza ze stopu tytanu Ti13Nb13Zr bez oraz z naniesioną powłoką DLC. Otrzymane wyniki badań wskazały, że zastosowanie powłoki DLC spowodowało 5-krotne zwiększenie twardości oraz zmniejszenie oporów ruchu par trących we wszystkich zastosowanych warunkach tarcia. W przypadku tarcia technicznie suchego wartość współczynnika tarcia zmniejszyła się o 70%, roztworu sztucznej krwi o 50%, a w przypadku roztworu Ringera o 90% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla stopu Ti13Nb13Zr. Wyniki uzyskane podczas badań stanowią źródło wiedzy na temat stopu Ti13Nb13Zr, powłok diamentopodobnych oraz ich potencjalnego zastosowania w systemach biotribologicznych.
14
Content available Assessment of Tribological Properties of Ti13Nb13Zr Titanium Alloy Used in Medicine
Piotrowska Katarzyna, Madej Monika, Ozimina Dariusz
Tribologia
|
2019
|
nr 3
97--106
PL
Celem niniejszej pracy była ocena zużycia biomateriałów tytanowych stosowanych na elementy endoprotezy stawu biodrowego. Materiałem do badań były próbki z tytanu i jego stopów: Ti grade 4, Ti6Al7Nb i Ti13Nb13Zr. Modelowe badania tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego, tarcia ze smarowaniem roztworem sztucznej krwi oraz roztworem Ringera. Przeciwpróbką w badanych węzłach tarcia była kulka z Al2O3 o średnicy 6 mm. Za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej obserwowano ślady wytarcia po testach tribologicznych. Mikroskop konfokalny z trybem interferometrycznym posłużył do oceny zużycia powierzchni próbek i przeciwpróbek. Najmniejsze współczynniki tarcia spośród wszystkich badanych skojarzeń materiałowych uzyskano dla skojarzenia materiałowego– stop Ti13Nb13Zr-Al2O3. Analiza SEM wykazała, że w wyniku procesu zużywania generowane były liczne rysy i bruzdy. Powstały one na skutek przemieszczania się luźnych produktów zużycia w obszarze wytarcia. Dla wszystkich badanych materiałów zaobserwowano spiętrzenie obrzeży krawędzi śladów wytarcia świadczące o ściernym mechanizmie zużycia. Podczas testów tarciowych badanych skojarzeń materiałowych najbardziej zużywającym się materiałem była tytanowa tarcza. W przypadku stopów Ti6Al7Nb oraz Ti13Nb13Zr zarejestrowano porównywalne zużycie bez względu na warunki prowadzenia testów (TDF, AB, RS). Analiza otrzymanych wyników badań tribologicznych wykazała, że skojarzeniem, dla którego zarejestrowano najmniejsze zużycie pary trącej (próbki i przeciwpróbki), było skojarzenie materiałowe Ti6Al7Nb-Al2O3.
EN
The aim of this study was to evaluate the wear and tear of titanium biomaterials used for hip endoprosthesis. The test materials were samples of titanium and its alloys: Ti grade 4, Ti6Al7Nb and Ti13Nb13Zr. Model tribological tests were carried out in reciprocal motion under conditions of technically dry friction, friction with lubrication provided by an artificial blood solution and Ringer's solution. A 6 mm in diameter Al2O3 ball was used as a counter-sample in the friction pairs. After tribological tests, traces of wear were inspected using scanning electron microscopy. A confocal microscope with interferometric mode was used to evaluate the wear of the surface of samples and counter-samples. The lowest friction coefficients among all the material associations were obtained for the Ti13Nb13Zr-Al2O3 alloy. SEM analysis has shown that as a result of the wear process, numerous scratches and grooves were generated. They were created as a result of loose products of wear moving around in the friction area. For all tested materials, a pile-up of the wear edges was observed, which indicates an abrasive wear mechanism. During the friction tests of the tested material associations, the titanium disc proved to be the most wearing material. For Ti6Al7Nb and Ti13Nb13Zr alloys, comparable wear was recorded regardless of the test conditions (TDF, AB, RS). The analysis of the obtained tribological results showed that the material association for which the lowest wear of friction pair (sample and countersample) recorded was Ti6Al7Nb-Al2O3.
15
Content available The influence of cutting fluid and diamond-like carbon coating on cutting tool wear
Kowalczyk Joanna, Madej Monika, Milewski Krystian, Nowakowski Łukasz, Ozimina Dariusz
Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
|
2019
|
no. 2
83--92
EN
The aim of the research was to determine the effect of coolant on the wear of tools made of cemented carbides without a coating and with a diamond-like coating DLC type a-C:H and the quality of workpiece surface. The a-C:H coating was obtained by plasma-assisted chemical vapour deposition PACVD. Identification of the elements included in the cutting tool before and after turning was performed using a scanning electron microscope equipped with an EDS X-ray microanalyser. The face turning was carried out using a numerically controlled lathe. Turning were made without using cutting fluid (“dry”) and using a non-toxic cutting fluid containing zinc aspartate. After turning, the wear of cutting tools was measured using a stereoscopic inspection microscope, and the surface texture of the workpieces was examined with an optical profilometer. The research discussed in this article contributed to the development of production thanks to the comparison of materials used for cutting tools for metalworking, as well as in the search for more and more durable cutting tools for extending durability of cutting tools, improving the quality of treated surfaces and reducing machining costs. During the machining process with the cutting fluid aspartate, layers of zinc compounds were formed, which reduced the coefficient of friction and tool wear.
PL
W artykule przedstawiono realizację i wyniki badań, których celem było określenie wpływu chłodziwa na zużycie narzędzi z węglików spiekanych bez powłoki oraz narzędzi z węglików spiekanych z naniesioną powłoką diamentopodobną DLC typu a-C:H. Oceniono również jakość obrobionej powierzchni detalu. Powłokę a-C:H uzyskano techniką chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmą PACVD. Identyfikację pierwiastków wchodzących w skład narzędzi przed i po toczeniu wykonano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w mikroanalizator rentgenowski EDS. Toczenie poprzeczne przeprowadzono za pomocą tokarki sterowanej numerycznie. Wykonano toczenie poprzeczne bez użycia chłodziwa - „na sucho” oraz z zastosowaniem nietoksycznego chłodziwa zawierającego asparaginian cynku. Po toczeniu zmierzono zużycie narzędzi skrawających stereoskopowym mikroskopem inspekcyjnym, a teksturę powierzchni obrabianych przedmiotów zbadano profilometrem optycznym. Badania polegały na porównaniu materiałów stosowanych na narzędzia skrawające do obróbki metali, a także na poszukiwaniu coraz to wytrzymalszych, wpływających na przedłużenie trwałości narzędzi, poprawiających jakość obrabianych powierzchni oraz na zmniejszeniu kosztów obróbki. Podczas obróbki skrawaniem z użyciem chłodziwa zawierającego asparaginian cynku powstały warstwy związków cynku, które wpłynęły na zmniejszenie współczynnika tarcia oraz zużycia narzędzia.
16
Content available On the use of acoustic emission to assess the wear in a tribosystem
Kekez Michał, Desaniuk Tomasz, Duszczyk Jurek, Ozimina Dariusz
Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
|
2019
|
no. 2
99--103
EN
The article focuses on the analysis of acoustic emission signals generated under dry sliding friction conditions. Two tests were conducted using a TRB3 tribometer with the disc made of 100Cr6 steel with a DLC coating, and pin made of corundum (Al2O3) and steel 100Cr6, respectively. Two tests with the disc without DLC coating were also carried out. The audio data written in the 16-bit linear pulse-code modulation (LPCM) format were analysed using the SpectraPLUS software. An A-weighting filter and 1/1 and 1/3-octave band filters were used for sound level measurements. The analysis of the equivalent sound level calculated for 10-second time intervals was carried out. The highest A-weighted sound level occurred during the first 2 hours of the test with the disc having a DLC coating and pin made of 100Cr6 steel. At the end of this test, the sound level dropped by about 40 dB compared to the maximum. The lowest A-weighted sound level was recorded during the last 2 hours of the test with disc having a DLC coating and pin made of corundum. The time-dependent variability of sound parameters was predicted using the regression tree and random forest models, which proved to be accurate and easy to follow.
PL
W pracy przedstawiono analizę dźwięku zarejestrowanego podczas tarcia technicznie suchego w ruchu ślizgowym. Dwa testy przeprowadzono na tribometrze TRB3 dla próbek wykonanych ze stali 100Cr6 z powłoką DLC i przeciwpróbek wykonanych odpowiednio z korundu (Al2O3) i stali 100Cr6. Przeprowadzono również dwa testy dla próbek bez powłoki DLC. Dźwięk został zarejestrowany w standardzie 16-bitowego liniowego PCM, a następnie poddany analizie w programie SpectraPlus. Dla kolejnych chwil czasu wyznaczono wartości poziomu dźwięku A, a także poziomy dźwięku w wybranych pasmach oktawowych i 1/3-oktawowych. Przeprowadzono analizę równoważnego poziomu dźwięku obliczonego dla 10-sekundowych odcinków czasu. Najwyższy poziom dźwięku A występował podczas pierwszych 2 godzin testu próbki z powłoką DLC i przeciwpróbki wykonanej ze stali 100Cr6. Pod koniec tego testu poziom dźwięku spadł o około 40 dB względem dotychczasowego maksimum. Najniższy poziom dźwięku A zanotowano podczas ostatnich 2 godzin testu, w którym próbka miała powłokę DLC, a przeciwpróbka była wykonana z korundu. Utworzono modele opisujące zmienność w czasie wybranych parametrów dźwięku, oddzielnie dla każdej próbki. Do utworzenia modeli zastosowano drzewa regresji oraz Random Forest. W pracy zamieszczono analizę dokładności i przejrzystości otrzymanych modeli.
17
Content available Influence of the surface roughness of Ti6Al7Nb alloy on its behavior in biotribological systems
Piotrowska Katarzyna, Madej Monika, Spišák Emil, Ozimina Dariusz
Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
|
2019
|
no. 3
19--29
EN
The paper presents the results of studies of Ti6Al7Nb alloy properties used in biotribological systems. The following physicochemical treatments of the alloy were compared: polishing, sandblasting, etching as well as sandblasting and etching. Element identification was performed using a scanning electron microscope equipped with an EDS microanalyser. Scanning and confocal microscopy was used to observe surface morphology and topography. Frictional tests were carried out using a ball-disk coupling in reciprocating motion in technically dry friction and friction with lubrication with Ringer’s solution. An optical tensiometer was used to determine the contact angle. As a result of the applied physicochemical treatments, surfaces of different morphology and geometric surface structure were obtained. The polished and etched sample had the most homogeneous surface. It was found that surface roughness significantly influences tribological properties. For the samples characterized by micro roughness of the surface, the best characteristics were obtained under conditions of technically dry friction. However, under the conditions of lubrication with Ringer's solution, the properties were the best for the samples characterized by nanoroughness. Ringer's solution reduced resistance to motion by approximately 20%. A negative influence of surface development on wetting was also found.
PL
Przedstawiono wyniki badań właściwości stopu Ti6Al7Nb stosowanego w systemach biotribologicznych. Porównano ze sobą stop poddany następującym obróbkom fizykochemicznym: polerowaniu, piaskowaniu, trawieniu oraz piaskowaniu i trawieniu. Za pomocą mikroskopii skaningowej i konfokalnej obserwowano morfologię i topografię powierzchni. Identyfikację pierwiastków wykonano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w mikroanalizator EDS. Badania tarciowe zrealizowano w skojarzaniu kula–tarcza w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem płynem Ringera. Do wyznaczenia kąta zwilżania wykorzystano tensjometr optyczny. W wyniku zastosowanych obróbek fizykochemicznych uzyskano powierzchnie o zróżnicowanej morfologii oraz strukturze geometrycznej powierzchni. Najbardziej jednorodną powierzchnią charakteryzowała się próbka polerowana oraz trawiona. Stwierdzono, że chropowatość powierzchni znacząco wpływa na właściwości tribologiczne. Dla próbek charakteryzujących się mikrochropowatością powierzchni uzyskano najlepsze charakterystyki w warunkach tarcia technicznie suchego. Natomiast w warunkach smarowania płynem Ringera były one najlepsze dla próbek wyróżniających się nanochropowatością. Płyn Ringera wpłynął na zmniejszenie oporów ruchu o około 20%. Wykazano również negatywny wpływ rozwinięcia powierzchni na zwilżalność.
18
Content available Effects of a graphene-enhanced lubricant on the performance of a tribosystem
Ozimina Dariusz, Madej Monika, Desaniuk Tomasz, Żółty Magdalena, Kulczycki Andrzej
Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
|
2019
|
no. 2
75--81
EN
The aim of the study was to determine how the presence of graphene in a lubricant (SN-500) affects the behaviour of a tribosystem. The tribological tests were conducted in lubricated, boundary lubricated, and dry sliding friction conditions using a tribometer with the pin and disc made of 100Cr6 steel. The pin and disc wear was monitored using the acoustic emission method. SpectraPLUS was employed to analyse the sampled signals written in the 16-bit linear pulse-code modulation format. Sound level measurements required applying an A-weighting filter and then 1/1 and 1/3 octave filters. The microstructural observations of the pin and disc that followed the tribological tests were performed using a scanning electron microscope. The surface texture of both specimens was measured with an optical profiler. Identification of the elements before and after tribological tests was performed using a scanning electron microscope equipped with an EDS X-ray microanalyser. The experimental data show that the most effective performance of the analysed tribosystem was observed in the presence of the graphene-enhanced lubricant.
PL
Celem badania było porównanie wpływu grafenu w olejach smarowych na działanie systemów tribologicznych. Testy tribologiczne zostały zrealizowane na tribometrze TRB3 w ruchu ślizgowym w warunkach tarcia technicznie suchego, ze smarowaniem olejem SN-500 oraz z dodatkiem grafenem. Węzeł tarcia stanowiła próbka i przeciwpróbka wykonane ze stali 100Cr6. Dźwięk został zarejestrowany w standardzie Linear PCM 16-bit, a następnie poddany analizie w programie SpectraPlus. Dla kolejnych chwil czasu wyznaczono wartości poziomu dźwięku, a także poziomy dźwięku w poszczególnych pasmach oktawowych i 1/3-oktawowych. Obserwacje struktury tarczy i kulki po testach tribologicznych wykonano mikroskopem skaningowym Phenom. Strukturę geometryczną powierzchni obu elementów zbadano za pomocą Profilometru optycznego Leica. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że użycie środka smarowego wpłynęło na zmniejszenie zużycia badanych par tnących w systemach tribologicznych.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.