Tribological Properties of AAO Coatings Catalytically Modified with Nickel

• Autorzy: Bara, Marek , Korzekwa, Joanna , Niedźwiedź, Mateusz , Kaptacz, Sławomir

Warianty tytułu

PL

Tribologiczne właściwości powłok AAO modyfikowanych katalitycznie niklem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this work is to determine the possibility of modifying oxide coating with nickel in the catalytic process and to verify the tribological properties of the coatings as a result of such modification. The coatings were made on the EN AW-5251 aluminum alloy by electrochemical method. Nickel dispersions were obtained through thermochemical treatment of the coatings. Tribological tests were carried out in a combination of coatings with polymer, cast iron, and steel, in a reciprocating motion on the T-17 tester. The paper presents the results of tribological tests and roughness of AAO coatings modified with nickel, before and after the tribological test. The results of tribological tests were supplemented with SEM tests and statistical analysis. The tests showed the possibility of modifying the AAO coatings with nickel compounds, which, in the case of a sliding combination of the modified coating with steel, causes a significant reduction of friction forces both in the case of technically dry friction and friction with lubrication.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie możliwości modyfikacji powłoki tlenkowej niklem w procesie katali tycznym i weryfikacja właściwości tribologicznych powłok w wyniku takiej modyfikacji. Powłoki wytworzo no na stopie aluminium EN AW-5251 metodą elektrochemiczną. Dyspersje niklu uzyskano w wyniku procesu obróbki cieplno-chemicznej powłok. Testy tribologiczne przeprowadzono w skojarzeniu powłok z polime rem, żeliwem i stalą, w ruchu posuwisto-zwrotnym na testerze T-17. W pracy przedstawiono rezultaty badań tribologicznych oraz chropowatości powłok AAO modyfikowanych niklem, przed i po teście tribologicznym. Wyniki badań tribologicznych uzupełniono o badania SEM oraz analizę statystyczną. Badania wykazały moż liwość modyfikacji powłok AAO związkami niklu, które w przypadku skojarzenia ślizgowego modyfikowa nej powłoki ze stalą powodują znaczne obniżenie sił tarcia zarówno w przypadku tarcia technicznie suchego, jak i tarcia ze smarowaniem.

Słowa kluczowe

PL

powłoka AAO; anodowy tlenek aluminium; niklowanie katalityczne; skojarzenie ślizgowe; właściwości tribologiczne

EN

AAO coating; Anodic aluminum oxide; catalytic nickel plating; sliding connection; tribological properties

• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 2
• Strony: 7--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bara, Marek

• University of Silesia in Katowice, Faculty of Science and Technology, Institute of Materials Engineering, 75 Pułku Piechoty 1a, 41-500 Chorzów, Poland,

autor

Korzekwa, Joanna

• University of Silesia in Katowice, Faculty of Science and Technology, Institute of Materials Engineering, 75 Pułku Piechoty 1a, 41-500 Chorzów,

autor

Niedźwiedź, Mateusz

• University of Silesia in Katowice, Faculty of Science and Technology, Institute of Materials Engineering, 75 Pułku Piechoty 1a, 41-500 Chorzów, Poland,

autor

Kaptacz, Sławomir

• University of Silesia in Katowice, Faculty of Science and Technology, Institute of Materials Engineering, 75 Pułku Piechoty 1a, 41-500 Chorzów, Poland,

Bibliografia

• 1. Stojanovic, B., Bukvic, М., Epler I.: Application of aluminum and aluminum alloys in engineering. Appl Eng Lett 3, 2018, pp. 52–62.
• 2. Choi, Y., Lee, J., Panicker, S.S., et al.: Mechanical properties, springback, and formability of W-temper and peak aged 7075 aluminum alloy sheets: Experiments and modeling. Int J Mech Sci; 170. Epub ahead of print 2020.
• 3. Miao, Q., Wu, D., Chai, D., et al.: Comparative study of microstructure evaluation and mechanical properties of 4043 aluminum alloy fabricated by wire-based additive manufacturing. Mater Des 186, 2020, pp. 1–22.
• 4. Georgantzia, E., Gkantou, M., Kamaris, G.S.: Aluminium alloys as structural material: A review of research. Eng Struct 227, 2021, pp. 1–39.
• 5. Mohan DG, Tomków J, Gopi S. Induction Assisted Hybrid Friction Stir Welding of Dissimilar Materials AA5052 Aluminium Alloy and X12Cr13 Stainless Steel. Adv Mater Sci; 21, 2021, pp. 17–30.
• 6. Sen, F.G., Alpas, A.T., Van Duin A.C.T., et al.: Oxidation-assisted ductility of aluminium nanowires. Nat Commun 5, 2014, pp. 1–9.
• 7. Bielefeldt, K., Papacz, W., Walkowiak, J.: Ekologiczny Samochód Tworzywa Sztuczne w Technice cz. 1. Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, 2011, pp. 117–131.
• 8. Korzekwa, J., Gądek-Moszczak, A., Zubko M.: Influence of the Size of Nanoparticles on the Microstructure of Oxide Coatings. Mater Sci 53, 2018, pp. 709–716.
• 9. Kozhukhova, A.E., du Preez, S.P., Bessarabov, D.G.: Preparation of anodized aluminium oxide at high temperatures using low purity aluminium (Al6082). Surf Coatings Technol; 378, 2019, pp. 1–11.
• 10. Korzekwa J., Bara M., Kaptacz S.: Al2 O3 /WS2 surface layers produced on the basis of aluminum alloys for applications in oil-free kinematic systems. Materials, 24, 2021, pp. 1–22.
• 11. Niedźwiedź, M., Bara, M., Skoneczny, W., Kaptacz, S., Dercz, G.: Influence of Anodizing Parameters on Tribological Properties and Wettability of Al2 O3 Layers Produced on the EN AW-5251 Aluminum Alloy. Materials. 15, 2022, pp. 1–21.
• 12. Praca zbiorowa. Poradnik galwanotechnika, WNT, Warszawa 2002.
• 13. Radek, N., Pietraszek, J., Antoszewski B.: The average friction coefficient of laser textured surfaces of silicon carbide identified by RSM methodology. Advanced Materials Research 874, 2014, pp. 29–34.
• 14. Pietraszek, J., Szczotok, A., Radek, N.: The fixed-effects analysis of the relation between SDAS and carbides for the airfoil blade traces. Archives of Metallurgy and Materials 62, 2017, pp. 235–239.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.8424