Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tribological properties of textured diamond-like carbon coating

Kalinowski Artur

Technical Transactions

|

2023

|

Vol. 120, iss. 1

art. no. e2023004

EN

This paper presents selected mechanical and tribological properties of DLC coatings (diamond-like carbon coatings) and the results of an applied texture to improve these properties under specific circumstances. It presents the results of the selection of parameters for the laser-texturing process of DLC coatings using a picosecond laser with a wavelength of 343 nm.

2

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

Sułek Marian W., Szczerek Marian, Przepiórka Marian

Tribologia

|

2022

|

nr 2

67--78

EN

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

PL

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

3

Effect of TiB2 on tribological properties of as-cast Zn-Al-Cu/SiC composites using Taguchi and ANOVA techniques

Chebolu Rohinikumar, Nallu Ramanaiah, Chanamala Ratnam

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 2

79--86

EN

The present study presents an evaluation of the tribological properties of the as-cast Zn-Al-Cu alloy-based hybrid metal matrix composite and also the effect of the weight percent of TiB2. The hybrid composites were fabricated using ultrasonic assisted stir casting with 5 wt.% silicon carbide (SiC) and varying X wt.% (0, 5, 10) of titanium diboride (TiB2). A pin-on-disc type tribometer was used to ascertain the tribological properties like the wear rate and coefficient of friction (COF). The influence of various parameters like the weight percentage of TiB2 particles (0, 5 and 10 %), loads (10, 20 and 30 N) and sliding speeds (0.25, 0.5 and 1 m/s) on the tribological behaviour was determined using the L9 orthogonal array for Taguchi and ANOVA.

4

Influence of laser texturing on tribological properties of DLC coatings

Radek Norbert, Tokar Dorota, Kalinowski Artur, Pietraszek Jacek

Production Engineering Archives

|

2021

|

Vol. 27, Iss. 2

119--123

EN

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

5

Influence of different hard-facing procedures on quality of surfaces of regenerated gears

Nikolić Ružica R., Marković Svetislav, Arsić Dušan, Lazić Vukić, Hadzima Branislav, Ulewicz Robert

Production Engineering Archives

|

2021

|

Vol. 27, Iss. 4

257--264

EN

During the process of regeneration of machine parts, certain phenomena occur that have a significant impact on the loss of their working ability. Hereditary properties are expressed by the interdependence of geometric and physical-mechanical-metallurgical parameters of gear teeth created during the technological operations of regeneration of worn teeth by hard-facing. The influence of the type of additional material (electrodes and their combinations) on the tribological characteristics of welded gear teeth was considered, whereby the so-called hard additional materials were applied. Those are the additional materials that give the required surface hardness of the teeth without subsequent thermal or thermochemical treatment. This research did not involve the regeneration of specific worn gears removed from machine systems, but the new gears were made, which were then damaged and then regenerated by hard-facing using the shielded metal arc welding (SMAW) procedure. Thus, all the tested gears were made of the same material, belonged to one batch and were machined on the same machines with the same machining regimes. The tests were performed on samples made of 20MnCr5 steel for cementation, on a tribometer by the “block on disc” method, which was designed to simulate the operating conditions of coupled teeth of concrete gears in the exploitation conditions. Based on the conducted tribological tests, the average coefficients of friction and topography of the surfaces were determined by measuring the wear trace and it was defined which additional materials give the best tribological characteristics of the surfaces of gears regenerated by hard-facing.

6

Effect of part build orientations and sliding wear factors on tribological characteristics of FDM processed parts

Alamro Turki, Yunus Mohammed, Alfattani Rami, Alnaser Ibrahim A.

Archive of Mechanical Engineering

|

2021

|

LXVIII, nr 3

321--336

EN

Fused Deposition Modeling (FDM) components are commonly used for either prototypes or end products, mostly made of polymers. Polymers offer low frictional resistance to wear, so most of the engineering polymers find their increased usage in day-to-day industrial as well as domestic needs. The influence of many process controlling elements on the mechanical part properties is already being studied extensively, which demands the study of tribological characteristics like friction and wear rate under varying normal load (NL), sliding velocities (V) and part building orientations (PBO). The results showed a significant impact of the PBO and NL at various V on the tribological properties under various significant suitable sliding circumstances. Cracks were formed in the cylindrical tribometer specimens of Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) fabricated at low PBO when operated at high NL, and V. Vertical PBO to the FDM building platform in the layers form where a number of inter-layers can bear maximum NL at higher values of V resulted in uniform wear and low frictions. Friction was noticed very low at minimum NL when PBO was 0° (horizontal) and 90° (vertical), but increased at high NL between PBO of 15° to 60°. The FDM parts improved compared to those from conventional manufacturing processes.

7

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

Czupryński Artur, Adamiak Marcin, Bayraktar Emin, Wyględacz Bernard

Welding Technology Review

|

2020

|

R. 92, nr 3

7--21

EN

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

PL

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

8

The Influence of Biocarbon Additives on Grease Functionality

Molenda Jarosław, Pawelec Zbigniew, Pawelec Ewa, Kaźmierczak Bernadetta

Tribologia

|

2020

|

nr 2

47--53

EN

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

PL

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

9

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

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

Tribologia

|

2020

|

nr 2

75--84

PL

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

EN

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

10

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

Posmyk Andrzej, Marzec Przemysław

Tribologia

|

2020

|

nr 6

65--70

EN

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

PL

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

11

Polyurethane coatings in means of transport

Komorek Andrzej, Szczepaniak Andrzej, Komorek Łukasz

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 4

28--34

EN

Polyurethane coatings are becoming increasingly popular, particularly due to their numerous beneficial properties. They are resistant to environmental weather conditions and other impacts associated with operation and time, including mechanical loads. The article is an introduction to investigations on the use of such paints in aircraft constructions to protect aircraft coatings. It presents the subject of polyurethane paints and their main types. It also describes what actions should be taken before starting the coating process, mainly the polyurethane one, also including many other types of coatings. Apart from the characteristics of surface cleaning methods, the authors list the types of impurities and the main types of surfaces on which coatings are applied. The selected areas of industry, in which polyurethane coatings are used, have also been presented. A very important feature of coatings is their adhesion to applied surfaces. This feature has also been analysed, describing the main methods of checking adhesion. The basic mechanical and thermo-physical properties of the coating as a cast material are determined in the experimental studies. A polyurethane coating, commercially known as Rangers 2K, has been used for the research.

PL

Powłoki poliuretanowe stają się coraz bardziej popularne, głównie za sprawą wielu korzystnych właściwości. Są odporne na środowiskowe warunki atmosferyczne oraz inne oddziaływania związane z użytkowaniem oraz upływem czasu, między innymi na obciążenia mechaniczne. Artykuł stanowi wstęp do badań nad zastosowaniem tego typu farb w konstrukcjach lotniczych do zabezpieczenia pokryć statków powietrznych. Zaprezentowano czym są farby poliuretanowe oraz jakie są ich główne rodzaje. Opisano również jakie czynności powinno podjąć się przed rozpoczęciem procesu nakładania powłoki, gównie poliuretanowej, lecz także wielu innych rodzajów. Oprócz charakterystyki metod oczyszczania powierzchni, wyszczególniono także rodzaje zanieczyszczeń oraz główne typy powierzchni, na które nakłada się powłoki. Przedstawiono także wybrane obszary przemysłu, w których powłoki poliuretanowe znajdują zastosowanie. Bardzo ważną cechą powłok jest ich przyczepność do nakładanych powierzchni i tą właściwość również poddano analizie, opisując także główne metody sprawdzenia adhezji. W badaniach eksperymentalnych określono podstawowe właściwości mechaniczne i termofizyczne powłoki w postaci materiału odlewanego. Do badań wykorzystano powłokę poliuretanową o handlowej nazwie Rangers 2K.

12

A Review on Aluminium Hybrid Surface Composite Fabrication Using Friction Stir Processing

Patil Namdev A., Pedapati Srinivasa Rao, Mamat Othman Bin

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 1

441--457

EN

Nowadays, Aluminium (Al) based hybrid surface composites are amongst the fastest developing advanced materials used for structural applications. Friction Stir Processing (FSP) has emerged as a clean and flexible solid-state surface composites fabrication technique. Intensive research in this field resulted in numerous research output; which hinders in finding relevant meta-data for further research with objectivity. In order to facilitate this research need, present article summarizes current state of the art and advances in aluminium based hybrid surface composites fabrication by FSP with in-situ and ex-situ approach. Reported literature were read and systematically categorized to show impacts of different types of reinforcements, deposition techniques, hybrid reinforcement ratio and FSP machine parameters on microstructures, mechanical and tribological characteristics of different Al alloys. Challenges and opportunities in this field have been summarized at the end, which will be beneficial to researchers working onsolid state FSP technique.

13

Tribological Characterization of Aluminum/Babbitt Composites and Their Application to Sliding Bearing

Kolev M., Drenchev L., Stanev L.

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 3

31--36

EN

The present work studies the tribological properties of new hybrid material composed from high porosity open cell aluminum alloy (AlSi10Mg) skeleton and B83 babbitt infiltrated into it. The porous skeleton is obtained by replication method applying salt (NaCl) as space holder. The reinforcing phase of the skeleton consists of Al2O3 particles. The skeleton contains Al2O3 particles as reinforcement. The microstructure of the obtained materials is observed and the tribological properties are determined. A comparison between tribological properties of nominally nonporous aluminum alloy, high porosity open cell skeleton, babbitt alloy and the hybrid material is presented. It is concluded that new hybrid material has high wear resistivity and is a promising material for sliding bearings and other machine elements with high wear resistivity.

14

Investigation of SiC Particle Size Variation on the Tribological Properties of Cu-6Sn-SiC Composite

Shankar K. V., Chandroth A. M., Ghosh K. J. A., Sudhin C. B., Pai A. S., Biju A., Sriram K. R.

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 4

133--138

EN

Copper have always been an important material and incorporation of elements into copper for property enhancement. Bronze is a relevant cuprous alloy which is important for many industrial and automotive applications like bearings and machineries. The present research is directed towards the fabrication and tribological analysis of regular bronze (Cu-6Sn) and metal matrix composites reinforced with varying particle sized SiC ceramic reinforcement (30, 35 and 40 μm). The developed specimens were subjected to wear analysis according to ASTM standards, to identify the tribological properties utilizing a pin on disk tribometer. It was noted that the wear rates of developed MMC’s phenomenally decremented with an increase in size of SiC particle reinforcement. Also, the test parameters were influential in altering the wear rates to notable margins. The standard scanning electron microscopy techniques aided in identifying the influence of adhesive wear on the specimen surface.

15

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

Aniołek Krzysztof, Barylski Adrian, Osior Denis

Tribologia

|

2019

|

nr 3

5--12

EN

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

PL

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

16

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

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

Tribologia

|

2019

|

nr 2

97--104

EN

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

PL

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

17

Tribological properties of oxide coatings produced on en aw-5251 alloy using different distances between electrodes

Bara Marek, Dwornicka Renata

Quality Production Improvement - QPI

|

2019

|

Vol. 1, Iss. 1

400--405

EN

The subject of the presented work was the analysis of the influence of the distance between the electrodes using in the coating process on the tribological properties of oxide coatings. Oxide coatings were prepared on EN AW-5251 aluminum alloy samples. The samples surfaces were subjected to hard anodizing process in a multicomponent electrolyte based on sulfuric acid with an addition of organic acids. Anodizing was carried out with a constant electric charge density of 180 A•min/dm2 . The distances between the electrodes for subsequent samples increased every 0.125 m up to 1 m. The tribological partner in a sliding couple with oxide layers was pin of PEEK/BG. Tribological tests were conducted on a T-17 tester in reciprocating motion, in technically dry friction conditions. Before and after tribological test, examination of the geometrical structure of counter-specimens’ surface was carried out using the Form Talysurf contact profilographometer, via a 3D method. The most satisfactory tribological parameters were obtained for the PEEK/BG association with the coating produced at a distance between the electrodes equal to 0.25 m.

18

Zwiększenie trwałości wybranych narzędzi stosowanych w branży gumowej przez obróbkę hybrydową

Kasprzycka Ewa, Więczkowski Arkadiusz, Bogdański Bogdan

Mechanik

|

2019

|

R. 92, nr 4

257--262

PL

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

EN

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

19

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

Godzierz Marcin, Olszówka-Myalska Anita, Wrześniowski Patryk

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 2

46--52

EN

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

PL

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

20

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

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

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 6

140--145

EN

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

PL

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