Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Static friction of normal and reversed metal–polymer sliding pairs

Opalka Mariusz

Materials Science Poland

|

2022

|

Vol. 40, No. 3

152--159

EN

The frictional cooperation of materials with different hardnesses occurs in machine elements in one of the following two variants: simple or reversed friction pairs. For a simple sliding pair, the sliding materials’ deformation area (contact area) does not move over the surface of the polymeric element during their interaction. In the case of reversed pairs, the contact surface changes its position as it moves over the surface of the polymer element. Tribological tests of selected sliding pairs (polymer on steel or steel on polymer) in static friction were carried out on a tribotester for tests in a reciprocating motion. The polymers selected for the research were popular sliding materials in engineering applications: ultra-high molecular weight polyethylene (PEUHMW), polyoxymethylene (POM) and polytetrafluoroethylene (PTFE). These materials cooperated with the C45 steel at different unit pressure (P= 0.5; 1; 2 [MPa]) in dry friction conditions. The measurement results showed a significant influence of the material combination variant (metal–polymer, polymer–metal) on the value of the friction coefficient. In all tested material combinations in which the steel sample (pin) slid over the polymer plate, the friction coefficient was higher than when the polymer sample worked with the steel plate.

2

Influence of solid particle contamination on the wear process in water lubricated marine strut bearings with NBR and PTFE bushes

Piątkowska Ewa

Polish Maritime Research

|

2021

|

nr 4

167--178

EN

This paper reports on a study of the influence of solid particle contamination on the wear process in water-lubricated slide bearings (steel-acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and steel- polytetrafluoroethylene (PTFE)). To compare the wear of the shaft journal and bushes (NBR and PTFE) when lubricated with fresh water and contaminated water, an experiment was carried out to identify key factors that influence the state of wear of slide bearing. The amount of wear was checked by means of geometric structure measurements on the journals, namely, roughness profile measurements using both a contact profilometer and an optical microscope. The obtained results enabled correlations between the material comprising the sliding sleeve, roughness of the journals and contamination inside the water-lubricated slide bearings.

3

Lekkie innowacyjne przekrycia na osiowych konstrukcjach linowych o dużych rozpiętościach

Bednarek Jerzy Piotr

Przegląd Budowlany

|

2020

|

R. 91, nr 5

12--13

4

The Influence of Temperature on the Rheological Properties of Fibrous Lubricating Compounds with Selected Solid Additives

Paszkowski Maciej, Szott Michał

Tribologia

|

2019

|

nr 5

71--76

EN

The study evaluated the effect of temperature on the values of yield stress and cohesion energy of lubricating compounds thickened with calcium 12-hydroxystearate, prepared on the basis of mineral oil. Lubricating compounds without additives and with selected solid additives in the form of copper particles, graphite, molybdenum disulphide, and polytetrafluoroethylene were analysed. A rotational rheometer working with a plate-plate geometry was used for rheological studies. The influence of temperature on the rheological properties of lubricating compounds with additives was observed. Solid additives caused significant changes in the structure of the soap thickener, especially at negative temperatures.

PL

W pracy oceniono wpływ temperatury na wartości naprężenia stycznego granicznego i energii kohezji kompozycji smarowych zagęszczanych 12-hydroksystearynianem wapnia, wytworzonych na bazie oleju mineralnego. Analizie poddano kompozycje smarowe bez dodatków oraz z wybranymi dodatkami stałymi w postaci cząstek miedzi, grafitu, dwusiarczku molibdenu oraz politetrafluoroetylenu. Wyniki badań wskazały istotny wpływ temperatury i dodatków na właściwości reologiczne kompozycji smarowych.

5

Nowe rozwiązania farb architektonicznych

Pałasz Artur

Materiały Budowlane

|

2019

|

nr 11

24--25

6

Deposition of polytetrafluoroethylene coatings by means of the innovative PED technique

Piędel Zuzanna

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 5

120--124

EN

In the study, polytetrafluoroethylene coatings were deposited on a silicic substrate in the process of Pulsed Electron Beam Deposition (PED). Depositing polymer coatings using PED is a relatively unknown technique. Due to the limited knowledge on the use of this technique in the deposition of polymer coatings, the conducted studies had exploratory character. The deposition of polytetrafluoroethylene coatings was carried out at 24°C with various pressures in the range of 0.133÷1.467 Pa and various voltage values: 10, 12, 15 and 17 kV, with the number of shots: 1,211 and 5,000. The deposition of coatings took place in the presence of argon and nitrogen. It was observed that the increase of the coatings’ thickness directly affects the increase of roughness, regardless of the deposition parameters. Infrared spectroscopy FTIR revealed the presence of typical PTFE functional groups. A light microscope was used to evaluate the surface of the coatings after an adherence test. The evaluation of the adhesion of the coatings and a preliminary assessment of their mechanical properties were performed using a nanohardness tester. The influence of the deposition parameters on their mechanical properties was evidenced, however, a simple interpretation of the results was hard to gain, due to the random nature of the performed works.

PL

Postęp w zakresie elektroniki determinowany jest otrzymywaniem nowych materiałów o specjalnych właściwościach oraz rozwojem w kierunku technologii ich nanoszenia. Do jednych z tych nowoczesnych technik nakładania powłok należy Pulsacyjna Ablacja Wiązką Elektronową (PED). Osadzanie metodą PED jest nowatorską techniką, która może być stosowana do produkcji cienkich powłok o wysokiej jakości. Celem niniejszych badań jest przybliżenie wiedzy na temat procesu PED oraz dostarczenie materiału stanowiącego źródło informacji naukowej na podstawie literatury i wyników badań własnych. Zakres pracy obejmuje: –– wytworzenie powłok teflonowych na podłożach krzemowych metodą Pulsacyjnej Ablacji Elektronowej, –– badania struktury chemicznej za pomocą spektroskopii w podczerwieni FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), –– pomiar grubości i przyczepności wytworzonych powłok, –– określenie wpływu wybranych parametrów metody PED na szybkość osadzania powłok, –– określenie wpływu podstawowych parametrów osadzania na morfologię powłok.

7

The Influence of Uniaxial Compression on the Friction Coefficient (Polymer–Steel Pair), Wear, and Hardness in Selected Thermoplastics

Kujawa M.

Tribologia

|

2018

|

nr 3

77--82

EN

Plastic plain bearings are deformed during assembly. According to one of the leading manufacturers of plastic sliding elements, the bushing’s internal diameter may be reduced by up to 2.5%. Moreover, plastic sliding elements are increasingly used in harsh conditions (e.g., under high pressure). However, there are no papers that describe the influence of deformation under compression on the tribological properties of plastics. Specimens made of PTFE, PA6, and PE-HD were deformed while conducting the current research, and this deformation was maintained during cooperation with steel. The results of microhardness, wear, and the coefficient of friction tests were compared to data gathered during tests of non-deformed specimens. During deformation under compression (e ≈ 6%), microhardness lowered by up to 30% (PTFE). A significant reduction of hardness (by up to 15%) was observed when strain was only 2%, and up to this value of strain, there is mainly elastic deformation in the polymer. Changes of the coefficient of friction values were insignificant. In terms of PTFE and PE-HD, during deformation under compression up to e ≈ 6% , the block scar volumes were 20% and 40% larger, respectively, than the non-deformed form of specimens. In terms of PA6, the change in block scar volume was insignificant. It may seem that tension and compression ought to cause totally different effects. However, the comparison of the current results and the results described in the previous paper exposes that these two different processes led to the same effects – reducing hardness and increasing wear. Deformation of plastic sliding components as an effect of assembly appears to be minor; however, it affects polymer microhardness and wear resistance.

PL

Polimerowe elementy ślizgowe podczas montażu w urządzeniu ulegają odkształceniu. Jeden z czołowych producentów elementów ślizgowych z tworzyw sztucznych podaje, że po montażu średnica wewnętrzna tulei może zmniejszyć się aż do 2,5%. Ponadto tego typu elementy są stosowane w coraz bardziej wymagającym otoczeniu (np. przy znacznym ciśnieniu), a w literaturze nie można znaleźć informacji na temat wpływu ściskania na właściwości tribologiczne. W opisanych badaniach utrzymywano w ściśnięciu próbki wykonane z PTFE, PA6 i PE-HD i w takim stanie poddano je współpracy ze stalą. Wyniki dotyczące współczynnika tarcia, zużywania i mikrotwardości porównywano z wartościami uzyskanymi dla nieodkształconych materiałów. Po ściśnięciu materiałów do e ≈ 6% mikrotwardość zmniejszyła się nawet o 30% (w przypadku PTFE). Znaczące zmiany mikrotwardości (do 15% różnicy) pojawiły się już przy odkształceniu do 2%, czyli w zakresie, gdzie dominują w polimerze odkształcenia odwracalne (sprężyste). Nie zaobserwowano znaczących zmian współczynnika tarcia. Dla PTFE i PE-HD po odkształceniu do e ≈ 6% objętość usuwanego podczas współpracy materiału zwiększyła się odpowiednio o 20% i 40%. W przypadku PA6 nie odnotowano znaczących zmian. Wydawać by się mogło, że ściskanie i rozciąganie powinny powodować przeciwstawne skutki. Porównując jednak uzyskane wyniki do tych z poprzednich badań, okazuje się, że prowadzą one do tego samego – zmniejszenia twardości i zwiększenia zużywania. Pomimo że odkształcenia wprowadzane do polimeru podczas montażu tudzież pracy elementu ślizgowego wydają się niewielkie, to mają one wpływ na twardość materiału i odporność na zużywanie.

8

Influence of surface laser texturing on friction and wear of PTFE during sliding against steel

Kowalewski P., Gałek T.

Tribologia

|

2018

|

nr 5

27--31

EN

The paper presents research and analysis of PTFE wear during cooperation with steel. The surface of steel elements was subjected to laser texture. Three different patterns of texture were applied to the surface of steel elements. For comparative purposes, an element without a structure was also tested. The experiment was carried out in a roller-plate test on the author’s research stand. As part of the conducted tests, the linear wear of PTFE plates was determined, and the values of the kinetic and static friction coefficients of the tested friction pairs were determined. Steel friction surfaces were also subjected to SEM microscopic observation. The obtained results showed an apparent effect of laser texture on changes in friction and wear of PTFE. This influence is different and depends on the pattern of the texture.

PL

Przedstawiono badania i analizę zużycia PTFE podczas współpracy ze stalą. Powierzchnię elementów stalowych poddano teksturowaniu laserowemu. Na powierzchnię elementów stalowych naniesione zostały 3 różne wzory struktur. W celach porównawczych badaniom poddano również element bez naniesionej struktury. Badania przeprowadzono w skojarzeniu walec–płytka na autorskim stanowisku badawczym. W ramach przeprowadzonych badań wyznaczone zostało zużycie liniowe płytek PTFE oraz określone zostały wartości współczynnika tarcia kinetycznego i statycznego badanych par trących. Stalowe powierzchni trące poddane zostały również badaniom mikroskopowym SEM. Uzyskane wyniki wykazały wyraźny wpływ teksturowania laserowego na zmiany oporów ruchu oraz zużycie PTFE. Wpływ ten jest różny i zależny od wzoru zastosowanej struktury.

9

Analysis of tribological properties of selected PTFE-based polymer composites in a sliding interaction with aluminium oxide (Al2O3)

Skoneczny W., Kaptacz S., Barylski A., Kmita T.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

107--112

EN

The paper presents the microstructure and mechanical and tribological properties of polymer composites based on polytetrafluoroethylene (PTFE) intended for use in friction couples where reciprocating motion is performed, e.g., in compressors or actuators. Micromechanical tests carried out using the Oliver-Pharr method showed that the PTFE composite with a 40% bronze content (T8B) had the most advantageous mechanical properties (hardness H, Young’s modulus E). In turn, tribological tests that were conducted using a ballon-disc tester in the linear (reciprocating) motion showed that the polytetrafluoroethylene composite with a mixture of 25% bronze powder and 15% graphite (T4GM) had the lowest tribological wear. The tribological properties of composite T5W with 25% graphite content were not much worse. Despite the most favourable mechanical parameters, the tribological wear of composites T8B and PTFE with glassy carbon (T3Ws) was nearly twice higher due to the absence of grease formed by a graphite filling. The results show that the use of composites containing a bronze-graphite filling improves the service life of lubricant-free friction couples that perform reciprocating motion.

PL

W artykule przedstawiono mikrostrukturę, właściwości mechaniczne i tribologiczne kompozytów polimerowych na osnowie politetrafluoroetylenu z myślą o zastosowaniu w węzłach tarcia urządzeń realizujących ruch posuwisto-zwrotny takich jak sprężarki oraz siłowniki. Technika pomiaru twardości instrumentalnej pozwoliła w oparciu o metodę Olivera-Pharra wyznaczyć twardość (H) i moduł Younga (E). Najkorzystniejsze właściwości mechaniczne miał kompozyt PTFE z 40% zawartością brązu (T8B). Badania tribologiczne przeprowadzono z kolei na stanowisku kula–tarcza w ruchu liniowym (posuwisto-zwrotnym). Testy wykazały, że najmniejszym zużyciem tribologicznym charakteryzował się kompozyt politetrafluoroetylenu z mieszanką 25% proszku brązu i 15% grafitu (T4GM). Niewiele gorsze właściwości tribologiczne miał kompozyt T5W z 25% zawartością węgla. Pomimo najkorzystniejszych parametrów mechanicznych kompozyty T8B oraz PTFE z węglem szklanym (T3Ws) charakteryzowały się blisko 2-krotnie wyższym zużyciem tribologicznym ze względu na brak obecności smaru stałego w postaci wypełnienia grafitem. Otrzymane wyniki wskazują, że zastosowanie kompozytów zawierających wypełnienie brąz–grafit sprzyja poprawie trwałości eksploatacyjnej bezsmarowych węzłów tarcia realizujących ruch posuwisto-zwrotny.

10

Badanie właściwości tribologicznych kompozytów epoksydowych i rezolowych w warunkach tarcia technicznie suchego

Stawarz S., Stawarz M., Gumiński R., Kucharczyk W.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 12

658--661

PL

W artykule omówione zostały wyniki badań tribologicznych kompozytów epoksydowych i rezolowych. Zbadano stan powierzchni próbek kompozytów, pracujących w węzłach ślizgowych. Stwierdzono, że istnieje możliwość zastosowania tańszych żywic rezolowych do kompozytów ślizgowych (w miejsce stosowanego Epidianu 5). Wykonano testy, które wykazały, że zwiększenie zawartości PTFE w kompozycie powodowało obniżenie zarówno współczynnika tarcia, jak i zużycie. Wyniki analizy rentgenograficznej potwierdziły występowanie zjawiska selektywnego przenoszenia.

EN

The article discusses the results of tribological tests of epoxy and resol composites. There was examined the surface condition of samples of composites operating in sliding nodes. It has been found that it is possible to use cheaper resole resins for sliding composites (in-stead of Epidian 5). Tests that have been carried out showed that increasing the PTFE content in the composite resulted in lowering both the coefficient of friction and wear. X-ray analysis results confirmed the occurrence of the selective transfer phenomenon.

11

Thermal, mechanical, and tribological properties of PTFE composite with 20% graphite content irradiated with an electron beam

Barylski A., Kaptacz S., Skoneczny W., Kupka M., Aniołek K.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

17--20

EN

The paper investigated the effect of irradiation with an electron beam of energy 10 MeV in doses of 26–156 kGy on polytetrafluoroethylene with a 20% graphite additive. The tests have shown that changes in thermal properties of the composite (heat of crystallization, melting point, and degree of crystallinity) directly affected mechanical properties and contributed to the significant improvement of tribological properties. Tribological tests were performed on a pin-on-disc (T-01) test stand and counter-specimens were made of 1H18N9T steel. The load applied in the friction pair was 1 and 2 MPa (20 and 40 N). A nearly fourfold reduction in linear wear compared to the initial state for a load of 1 MPa has been shown. On the other hand, a more than 20-fold decrease in wear was found during tribological tests when the load was increased to 2 MPa. The most advantageous results were obtained for specimens irradiated with a dose of 104 kGy, and irradiation with a higher dose led to the degradation of the polymer and caused its wear to increase again. The obtained results hold promise for a significant improvement of the operational life of friction couples that do not require lubrication used, for example, in air compressors and engines, and for the possible application of thus modified polymers in nuclear and space industries.

PL

W artykule zbadano wpływ napromieniowania strumieniem elektronów o energii 10 MeV i dawkach 26–156 kGy na politetrafluoroetylen z 20% dodatkiem grafitu. Badania wykazały, że zmiany właściwości termicznych kompozytu (ciepło krystalizacji, temperatura topnienia, stopień krystaliczności) miały bezpośredni wpływ na właściwości mechaniczne oraz znaczną poprawę właściwości tribologicznych. Badania tribologiczne przeprowadzono na stanowisku trzpień-tarcza (T-01) przeciwpróbki wykonano ze stali 1H18N9T. Nacisk w węźle tarcia wynosił 1 i 2 MPa (20 i 40 N). Wykazano blisko 4-krotne ograniczenie zużycia liniowego w porównaniu do stanu wyjściowego dla nacisku 1 MPa. Przy zwiększeniu nacisku do 2 MPa podczas badań tribologicznych stwierdzono natomiast ponad 20-krotne zmniejszenie zużycia. Najkorzystniejsze wyniki uzyskano dla próbek napromieniowanych dawką 104 kGy; napromieniowanie większą dawką prowadziło do degradacji polimeru i ponownego wzrostu zużycia. Otrzymane wyniki rokują na znaczną poprawę trwałości eksploatacyjnej węzłów tarcia niewymagających smarowania stosowanych np. w sprężarkach powietrza, silnikach, a także możliwość zastosowania tak zmodyfikowanych polimerów w przemyśle jądrowym oraz kosmicznym.

12

Wear Process Analysis of the Polytetrafluoroethylene/Kevlar Twill Fabric Based on the Components’ Distribution Characteristics

Gu D., Fan B., Li F., Yang Y., Chen S.

Autex Research Journal

|

2017

|

Vol. 17, no. 4

295--302

EN

Polytetrafluoroethylene (PTFE)/Kevlar fabric or fabric composites with excellent tribological properties have been considered as important materials used in bearings and bushing, for years. The components’ (PTFE, Kevlar, and the gap between PTFE and Kevlar) distribution of the PTFE/Kevlar fabric is uneven due to the textile structure controlling the wear process and behavior. The components’ area ratio on the worn surface varying with the wear depth was analyzed not only by the wear experiment, but also by the theoretical calculations with our previous wear geometry model. The wear process and behavior of the PTFE/Kevlar twill fabric were investigated under dry sliding conditions against AISI 1045 steel by using a ring-on-plate tribometer. The morphologies of the worn surface were observed by the confocal laser scanning microscopy (CLSM). The wear process of the PTFE/Kevlar twill fabric was divided into five layers according to the distribution characteristics of Kevlar. It showed that the friction coefficients and wear rates changed with the wear depth, the order of the antiwear performance of the previous three layers was Layer III>Layer II>Layer I due to the area ratio variation of PTFE and Kevlar with the wear depth.

13

The influence of deformation of selected thermoplastics on the friction with steel

Kujawa M, Niemiec A., Wieleba W.

Tribologia

|

2016

|

nr 4

137--143

EN

Friction and wear of materials with additional deformation or stress is not a broadly described case. However, scientific publications considering this issue point out that additional deformation and stress ought to be taken into account during wear and friction analysis. In this article, the influence of strain in thermoplastics (POM, PTFE, PE-HD, PMMA) over the friction coefficient is described. Materials were deformed under tensile stress and examined after 24 hours. For specimens in which plastic strain was maintained, the decline of hardness (PE-HD: approximately 70% decrease, PTFE: approximately 40% decrease) and the reduction of the coefficient of kinetic friction (both PTFE and PE-HD: about 20% decrease) were observed. POM returned to its pre-deformed shape and PMMA was deformed without reaching its elastic limit. In these cases, only small changes in hardness (POM; approximately 10% decrease, PMMA: approximately 6% increase) and friction coefficients (maximum 4% change) occurred.

PL

Tarcie i zużycie materiałów odkształconych lub naprężonych w wyniku działania sił niepochodzqcych od współpracy w skojarzeniu nie jest obszernie opisanym zagadnieniem. Jednakże publikacje traktujące o tej tematyce są zgodne w jednym: stan odkształcenia i naprężenia w materiale powinien być brany pod uwagę przy analizie zjawiska tarcia i zużycia. W artykule opisano wpływ odkształcenia polimerów termoplastycznych POM, PTFE, PE-HD i PMMA na współczynnik tarcia polimer-stal. Materiały rozciągnięto i pozostawiono w stanie nienaprężonym na 24 godziny. W próbkach, w których wystąpiło i utrzymało się trwałe odkształcenie plastyczne zaobserwowano zmniejszenie twardości (dla PE-HD o okolo 70%, dla PTFE o okolo 40%) i redukcji współczynnika tarcia kinetycznego (dla obu polimerów o ponad 20%). POM, który całkowicie powrócił do pierwotnej postaci i PMMA rozciągnięty tylko w zakresie sprężystym wykazały niewielkie zmiany odnośnie do twardości (POM spadek o okolo 10% i PMMA wzrost o okolo 6%) i współczynnika tarcia (zmiana o maksymalnie 4%).

14

The effect of irradiation with an electron beam on mechanical, sclerometric, and tribological properties of PTFE with a graphite additive

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

Tribologia

|

2016

|

nr 3

29--36

EN

Polytetrafluoroethylene (PTFE) with a 15% graphite additive was subjected to irradiation using an electron beam of energy of 10 MeV in doses of 26, 52, 78, 104, and 156 kGy. The effect of electron beam irradiation on the mechanical, sclerometric, and tribological properties of the material was examined. It was found that the modification through irradiation entailed a gradual increase in the microhardness and Young's modulus as the absorbed dose of irradiation increased. A stereometric analysis of the scratch traces on the material allowed for the determination of the coefficients of the wear micromechanism, β, and resistance to wear, Wβ. After irradiation (especially with a dose of 104 kGy), a significant quantity of the material showed traces of ploughing; the value of the wear resistance coefficient Wβ for the PTFE subjected to cross-linking also increased considerably, which indicated a significant reduction of the tribological wear in relation to the initial material. Examination of abrasive wear of PTFE was performed for the polymer in its initial state and after modification through radiation on a pin-on-disc test stand, T-01. The tests have shown more than a five times reduction of the linear wear during the interaction with a titanium counter-specimen.

PL

Politetrafluoroetylen z 15% dodatkiem grafitu poddano napromieniowaniu strumieniem elektronów o energii wiązki 10 MeV, w dawkach 26, 52, 78, 104, 156 kGy. Zbadano wpływ napromieniowania na właściwości mechaniczne, sklerometryczne i tribologiczne tworzywa. Stwierdzono, że modyfikacja radiacyjna powoduje stopniowe podwyższenie mikrotwardości oraz modułu Younga w miarę wzrostu pochłoniętej dawki napromieniowania. Stereometryczna analiza śladów zarysowania materiału umożliwiła wyznaczenie wskaźnika mikromechanizmu zużycia β i odporności na zużycie Wβ. Po napromieniowaniu (zwłaszcza dawką 104 kGy) znacząca ilość materiału ulega bruzdowaniu; silnie rosła także wartość wskaźnika odporności na zużycie Wβ PTFE poddanego sieciowaniu, co wskazywało na znaczne ograniczenie zużycia tribologicznego w stosunku do materiału wyjściowego. Badania zużycia ściernego politetrafluoroetylenu wykonano dla polimeru w stanie wyjściowym oraz po zmodyfikowaniu radiacyjnym na stanowisku T-01 w skojarzeniu trzpień–tarcza. Testy wykazały ponadpięciokrotne zmniejszenie zużycia liniowego podczas współpracy z tytanową przeciw-próbką.

15

Wpływ nacisku jednostkowego na współczynnik tarcia statycznego wybranych par ślizgowych metal–polimer

Dobrowolska A., Kowalewski P., Ptak A.

Tribologia

|

2014

|

nr 4

21--32

PL

Tematem przeprowadzonych badań było tarcie spoczynkowego występujące w typowych skojarzeniach ślizgowych metal–polimer. W pracy opisano procedurę badawczą oraz wyniki badań statycznego współczynnika tarcia μ0. Polimery poddane badaniom to przede wszystkim polimery ślizgowe stosowane w budowie maszyn na łożyska, prowadnice i uszczelnienia. Wyselekcjonowane materiały opisane w pracy to: polieteroeteroketon (PEEK), polieteroeteroketon z włóknami węglowymi (PEEK BG), poliamid (PA 6), polietylen o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym (PE-UHMW), polioksymetylen (POM), polioksymetylen z 40% dodatkiem włókna szklanego (POM + 40GF), polioksymetylen z 10% dodatkiem proszku politertafluoroetylenu (POM + 10% PTFE), politetrafluoroetylen (PTFE), politetrafluoroetylen z 40% dodatkiem proszku brązu (PTFE +40% Brąz), politereftalanetylenu (PET) i polisulfon (PSU). W ramach badań współpracowały one ze stalami: C45, hardox 500 oraz AISI 316L. Badania prowadzono w ruchu liniowym, przemiennym dla węzła tarcia typu trzpień–płytka. Eksperyment uwzględniał stałą wartość chropowatości powierzchni elementu stalowego oraz czas spoczynku pomiędzy cyklami ruchowymi. Dla badanych par ślizgowych zostały wyznaczone charakterystyki zależności współczynnika tarcia statycznego μ0 od nacisku jednostkowego p w zakresie 0,1÷3,0 MPa. Uzyskane wyniki wyraźnie wykazują duży wpływ nacisku jednostkowego na wartość współczynnika tarcia statycznego.

EN

The main goal of the experiments was to determine the value of a static friction coefficient for particular friction pairs. Each friction couple consists of a plastic sample and a steel countersample. Pairs of materials that were chosen for the tests are ones most frequently used for friction nodes in machine design and many another branches of industry. Understanding and ability to influence the value of COF allow the reduction of energy losses and the design of more robust products. This article contains the results of studies and the description of a static friction coefficient μ0 testing procedure. The selected plastics were PEEK, PEEK BG, PA 6, PE-UHMW, POM, POM + 40GF, POM + 10% PTFE, PTFE, PTFE +40% Bronze, PET and PSU (as a group of materials commonly used for bearings, guides and gaskets etc.); and during the investigations, they rubbed together with steels C45, Hardox 500, and AISI 316L. Each test consists in an induction of reciprocating movement between the friction pair pin-plate-type. The experiment assumed that the value of a steel element surface roughness and the rest time between the cycles are constant. Characteristics describing the dependence between the static friction coefficient and the unit pressure (of range 0.1 – 3.0 MPa) were prepared for all selected rubbing pairs. The results clearly indicate a meaningful influence of unit pressure on the value of static COF.

16

Badania polimerowych obrotowych łożysk ślizgowych w środowisku wodnym

Okularczyk W.

Tribologia

|

2012

|

nr 5

107--114

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań łożysk ślizgowych obrotowych w środowisku wodnym. Cylindryczne łożyska polimerowe, będące próbkami, wykonano z PE-UHMW i kompozytu PTFE+CrO. Elementem obrotowym, czyli przeciwpróbką , była tuleja o średnicy zewnętrznej 35 mm, wykonana ze stali w gatunku 316. Chropowatość powierzchni przeciwpróbki wynosiła Ra = 0,35–0,4 µm, a szerokość styku z próbką 10 mm. Łożyska obciążano siłą poprzeczną wynoszącą 230 N; badania prowadzono przy prędkości liniowej 0,16 m/s. Załączono zdjęcia powierzchni roboczych przed i po badaniu. Opisano rodzaje zużycia. Do pomiaru wielkości zużycia zastosowano metodę wagową. Stwierdzono kilkunastokrotnie większą odporność na zużycie ścierne PE-UHMW w porównaniu z PTFE+CrO.

EN

This article presents investigations of the wear of polymer slide bearings. PE-UHMW and composite PTFE were used to manufacture these bushings. A test rig for the rotary movement of cylindrical bearings was constructed. The internal surface of a cylinder made of polymer was the test sample, and an external surface of a convex cylinder made of acid resistance steel 316 with a roughness surface Ra = 0.35 – 0.4 µm was the anti-sample. The diameter of an anti-sample was 35mm. The width of the joint was 10mm. The load was 230 N, and the linear velocity was 0.16 m/s. For cooling and lubrication of the friction junction, water in a closed system was used. Images of the working surfaces before and after the tests are presented, analyses of the modes of wear are made, and the values of wear are determined with aid of the weight method. A seven times larger resistance of elements made of PE-UHMW for abrasion was found when compared to composite PTFE.

17

The structure of nanocomposite layers with Ni matrix and disperse phase Si3N4 and PTFE

Kucharska B., Trzaska M.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 3

165-170

EN

The surface nickel layers produced by the method of electrochemical reduction are used to protect the substrate material against abrasive wear and corrosion. The incorporation of dispersed phases such as lubricative polytetrafluoroethylene (PTFE) and hard silicon nitride (Si3N4) in a nickel matrix allows one to improve the tribological and corrosive properties. The aim of this work was a study of the influence of the deposition process parameters on the structure of the hybrid composite layers Ni/PTFE/Si3N4 produced by the electrochemical method. The examinations included composite layers of the nanocrystalline nickel (Ni) matrix with the disperse phases of polytetrafluoroethylene (PTFE) and silicon nitride (Si3N4). The layers were deposited in a Watts bath at a current density of 5 A/dm2, constant stirring rate of 500 rpm and constant phase content of PTFE (50 g/dm3) and Si3N4 (10 g/dm3). The stability of the suspension of the disperse phase in the bath, and uniform incorporation of its particles in the nickel matrix was provided by a cationic surfactant. Nanocrystalline nickel layers and nanocomposite Ni/PTFE layers produced by the electrochemical method were also investigated for comparative purposes. The aqueous dispersion of PTFE particles of a size of 0,1÷0,3 µ m and polydisperse Si3N4 powder with rather different particle sizes were used to produce the composite layers. The topography and morphology of the silicon nitride powder and the structures of the produced nickel and composite layers were studied using transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The structural analysis of the produced layers were performed and the crystallite sizes were determined with the X-ray diffraction method. The microhardness of HV 0.02 of the produced layers was determined using Zwick's tester. The completed examinations have shown that hybrid Ni/PTFE/Si3N4 composite layers are characterized by a cohesive texture and nanocrystalline structure of the nickel matrix.

PL

Powierzchniowe warstwy niklowe wytwarzane metodą elektrochemiczną stosowane są do ochrony materiału podłoża przed zużyciem ściernym i korozją. Wbudowanie w warstwę niklową faz dyspersyjnych takich, jak samosmarny politetrafluoroetylen (PTFE) oraz twardy azotek krzemu (Si3N4), pozwala na uzyskanie lepszych właściwości tribologicznych i korozyjnych. Celem badań zrealizowanych w ramach niniejszej pracy było określenie wpływu parametrów procesu na strukturę hybrydowych warstw kompozytowych Ni/PTFE/ Si3N4 wytwarzanych metodą elektrochemiczną. Badania obejmowały warstwy kompozytowe o nanokrystalicznej osnowie Ni z fazami dyspersyjnymi w postaci politetrafluoroetylenu (PTFE) i azotku krzemu (Si3N4). Warstwy wytwarzano w kąpieli Wattsa przy gęstości prądu 5 A/dm2, stałej szybkości mieszania mechanicznego wynoszącej 500 obr./min oraz zawartościach faz PTFE i Si3N4 w kąpieli wynoszących 50 g/dm3. Trwałość zawiesiny faz dyspersyjnych w kąpieli oraz równomierne wbudowywanie ich cząstek w osnowę niklową podczas procesu osadzania zapewniał kationowy środek powierzchniowo czynny. W celach porównawczych badano również nanokrystaliczne warstwy niklowe oraz warstwy nanokompozytowe Ni/PTFE wytwarzane metodą elektrochemiczną. Do wytwarzania warstw kompozytowych stosowano PTFE w postaci wodnej dyspersji o wymiarach cząstek 0,1÷0,3 µ m oraz polidyspersyjny proszek Si3N4 o dość zróżnicowanych wymiarach cząstek. Za pomocą mikroskopii transmisyjnej (TEM) oraz skaningowej (SEM) badano topografię i morfologię proszku azotku krzemu oraz strukturę wytworzonych warstw niklowych i kompozytowych. Metodą dyfrakcji rentgenowskiej przeprowadzono analizę strukturalną wytworzonych warstw i wyznaczono wielkości krystalitów. Metodą Vickersa wyznaczono mikrotwardość wytworzonych warstw za pomocą aparatu Zwicka. Zrealizowane badania wykazały, że hybrydowe warstwy kompozytowe Ni/PTFE/ Si3N4 charakteryzują się zwartą budową i nanokrystaliczną strukturą osnowy niklowej.

18

Wpływ dodatku modyfikującego na bazie polimerowo-krzemionkowej oraz wymuszeń mechanicznych na właściwości fizykochemiczne ekologicznych smarów plastycznych

Kozdrach R., Drabik J., Pawelec E., Molenda J.

Tribologia

|

2010

|

nr 2

35-46

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badania wpływu opracowanego dodatku AR (polimerowo-krzemionkowego) na właściwości fizykochemiczne wybranych kompozycji smarowych, wytworzonych na bazie oleju mineralnego z zagęszczaczem litowym oraz z zagęszczaczem nieorganicznym Aerosil. Wykonano badania właściwości fizykochemicznych dla smarów plastycznych pozbawionych modyfikatora i porównano je z wynikami uzyskanymi dla smarów plastycznych zawierających dodatek modyfikujący. Wyznaczono penetrację, penetrację po przedłużonym ugniataniu, temperaturę kroplenia oraz wydzielanie oleju ze smaru. Na podstawie wyników ww. badań fizykochemicznych stwierdzono, że dodatek modyfikujący AR wpływa na wzrost temperatury kroplenia smarów plastycznych oraz na zmniejszenie wydzielania się oleju ze smaru. Natomiast wartość penetracji badanych kompozycji smarowych obniża się po wprowadzeniu do ich struktury dodatku zarówno przed ugniataniem, jak i po przedłużonym ugniataniu. Spadek penetracji badanych smarów plastycznych wywołany obecnością dodatku modyfikującego nie dyskwalifikuje ich z zastosowania praktycznego, gdyż przemysł spożywczy wymaga stosowania smarów plastycznych w zakresie penetracji odpowiadającej 2–3 klasie konsystencji.

EN

This article presents the investigation results of the influence of developed additive AR (silica and polymer) on the physicochemical properties of selected lubricated compositions made on mineral basis with lithium thickener and non-organic thickener Aerosil. The investigation physicochemical properties were carried out for lubricants not containing the modified additive and compared them with the results obtained for lubricating greases modified with the additive mentioned above. It has been appointed penetration, penetration on extended kneading, dropping point and emission of oil from grease. Based on the results of the investigation of physicochemical properties, we concluded that modified additive of silica and polymer influences on increase of dropping point lubricating greases and on reduction emission of oil from grease. However, the value of penetration of research lubricating greases to reduce on introduces to theirs structure above mentioned additive both before kneading and on extended kneading. The decrease of penetration of investigation plastic greases induced of presence modified additive non disqualified there on practical application, because grocer industry expect used to lubricating greases on range of penetration for correspond to 2-3 class of consistency.

19

Wpływ dodatku modyfikującego AR na właściwości tribologiczne ekologicznych smarów plastycznych

Kozdrach R., Drabik J., Pawelec E., Molenda J.

Tribologia

|

2010

|

nr 1

27-39

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badania wpływu dodatku polimerowo-krzemionkowego na właściwości smarne wybranych kompozycji smarowych. Do modyfikacji smarów plastycznych wytworzonych na bazie mineralnej oraz silikonowo-mineralnej, zagęszczonych stearynianem litu oraz modyfikowaną krzemionką zastosowano mieszaninę proszku teflonowego oraz krzemionki modyfikowanej w proporcji 3:2. Wykonano testy tribologiczne za pomocą aparatu czterokulowego dla smarów bazowych, tzn. niezawierających dodatku modyfikującego i porównano je z wynikami uzyskanymi dla smarów plastycznych zmodyfikowanych wyżej wymienionym dodatkiem. Do oceny tych właściwości wykorzystano wyniki badań granicznego obciążenia zużycia, obciążenia zespawania, obciążenia zacierającego, granicznego obciążenia zatarcia oraz granicznego nacisku zatarcia. Na podstawie wyników badań tribologicznych smarów plastycznych stwierdzono, że dodatek polimerowo-krzemionkowy wpływa na wzrost właściwości przeciwzatarciowych kompozycji smarowych poddanych badaniom, przy jednoczesnym nieznacznym pogorszeniu się właściwości przeciwzużyciowych nie dyskwalifikujących badanych smarów z zastosowania praktycznego.

EN

In this article, the investigation result on the influence of additive silica and Teflon on lubricating properties of selected lubricated compositions are presented. For modification of greases made on silica-mineral and mineral bases, modified silica thickened with lithium stearate and was used in the shape of Teflon powder and colloidal silica at a ratio 3:2. Tribological tests were carried out using four-ball apparatus for lubricants not containing the modified additive and compared them with the results obtained for greases modified with the additive mentioned above. For the estimation of these properties, the results of investigations limiting load of wear, weld point, scuffing load, limiting load of scuffing and limiting pressure of seizure were used. On the basis of tribological properties of the examined greases, we concluded that additive of silica and Teflon influences the greases by increasing the anti-scuffing properties of lubricating compositions. Simultaneously, insignificant deterioration of antiwear properties is not disqualifying examined greases for practical applications.

20

Razrabotka uplotnitel'nogo ugleftoroplastovogo kompozitnogo materiala s trebuemymi sluzebnymi svojstvami tehnologiej ego polucenia

Budnik A., Rudenko P., Budnik O., Ilinyh A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2008

|

Z. 10, Vol. 1

299-306

EN

The questions of choice of modern seal composition materials on the basis of polytetra fluorethylene are examined. It is brought estimation over of modern kompositions with a matrix from polytetra fluorethylene and technological factors providing are examined quality of formed kompositions. The technological cycle of receipt of polymeric composite material is described on the basis of polytetra fluorethylene and technological features of each of links of technological chain. The successful decision the set problems allows to carry out complex approach to the decision of task of creation of the guided technology of receipt of seal's composition material.