Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Badanie tarcia sztucznych stawów biodrowych : przegląd

100%

Leshchynsky V.

|

2018

|

tom T. 29, nr 4

381--398

PL

W artykule analizowany jest stan wiedzy na temat warunków kinematycznych, tarcia i zużycia THR. Pokazano, że: 1) geometria złącza HIP określa warunki wpływu tarcia i zużycia; 2) tribologia (tarcie i zużycie) sztucznych stawów HIP (związanych z biokompatybilnością) to dwa kluczowe aspekty odpowiedzialne za kliniczny sukces implantu stawu biodrowego; 3) konieczna jest symulacja tarcia i zużycia w rzeczywistych warunkach pracy stawu biodrowego HIP, w celu oceny skuteczności różnych rozwiązań implantów biodrowych, poprzez porównanie ich parametrów tarcia w zależności od warunków smarowania i mechanizmów zużycia kontrolowanych za pomocą tarcia. Opracowano zmodyfikowany schemat kinematyczny symulatora ruchu z uwzględnieniem poszczególnych składowych ruchu oraz pomiarem siły tarcia komponentów i momentu obrotowego. Zainstalowane osobne czujniki obciążenia pozwalają mierzyć siłę osiową Fz wzdłuż osi kości udowej (z), moment Mz wokół osi z oraz momenty w osiach Mx i My. Opracowano procedurę obliczania parametrów tarcia i smarowania podczas całego cyklu symulacji, która zostanie wykorzystana do przetwarzania danych eksperymentalnych z testów symulacyjnych. Wyniki obliczeń parametrów Sommerfelda w każdym punkcie cyklu ruchu wraz ze schematem obciążenia normalnego pokazują, że parametr Sommerfeld zmienia się nieznacznie w zakresie 11,2·10-8–4,0·10-8 dla 50% cyklu. Zatem zmienność rzeczywistych warunków smarowania obciążonej części dla danego cyklu jest stosunkowo niewielka.

EN

State-of-art of studies of kinematic conditions, friction and wear of THRs is analysed. It is shown that: 1) geometry of the HIP joint defines the friction and wear regimes of its action; 2) tribology (friction and wear) of the artificial HIP joints, associated with biocompatibility, are two critical aspects responsible for the clinical success of a hip implant; 3) the simulation of the friction and wear in real conditions of artificial HIP joint action is needed to assess the performance of different hip implant designs by comparing their friction parameters depending on lubrication conditions and wear mechanisms controlled by friction. The modified kinematic scheme of the friction simulator with separate moving and measurement of the frictional torque components is developed, and the simulator is built. The separate load cells installed allow to measure axial force Fz along the femoral (z) axis, moment Mz about the z-axis and moments about orthogonal axes Mx and My. The calculation procedure of the friction and lubrication parameters during the whole simulation cycle is developed, and will be applied for processing of the experimental data of simulation tests. The results of Sommerfeld parameter calculation in each point of the gain cycle together with normal load diagram reveal that Sommerfeld parameter varies slightly within the range of 1.2·10-8–4.0·10-8 for 50% of the cycle. So, the variation of the real lubrication regime of the loaded part of the gain cycle is relatively small.

2

Impregnacja smarami stałymi i zastosowanie wysokotemperaturowych części proszkowych

63%

Lijewski M. , Leshchynsky V.

|

tom T. 26, nr 2

133-146

PL

Nowoczesne układy tribologiczne są bardzo często poddawane trudnym warunkom pracy. Najbardziej skomplikowany proces tribologiczny występuje w układach współpracujących związanych ze smarowaniem mieszanym i granicznym. Dotyczy to zwłaszcza jednostek eksploatowanych w podwyższonych temperaturach. W takich warunkach konwencjonalne metody smarowania działają znacznie mniej efektywnie i poszukiwane są nowe rozwiązania. Od niedawna alternatywną koncepcją okazał się kierunek adaptacji na środki smarujące nanocząstek smarów stałych o strukturze płytkowej [1, 2, 3]. W pracy zostały przedstawione wyniki badań tribologicznych i strukturalnych smarów stałych. Praca obejmuje także prezentację wyników badań smarów stałych poddanych innowacyjnej metodzie mechanicznego rozwarstwiania materiałów. Efektem procesu rozwarstwiania jest obecność płatków o strukturze nanometrycznej. Tego typu materiały cechują się znacznie lepszymi właściwościami tribologicznymi [2, 4]. Testy tribologiczne zostały przeprowadzone na testerach T-10 i T-21 (Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy ITeE-PIB w Radomiu). Badaniu poddano MoS2, WS2, h-BN, BaF2, CaF2 oraz mieszaniny MoS2 z dodatkiem grafitu i WS2 z do-datkiem grafitu. Proces mikromechanicznego rozwarstwiania smarów realizowano na nagniatarce proszkowej (NP-1). Badania SEM wykonano za pomocą mikroskopu FEI-INSPECT-S z przystawką EDSEDAX, znajdującego się w Instytucie Obróbki Plastycznej (INOP) w Poznaniu. Uzyskane wynik wykazały, że nanocząstki smarów stałych: MoS2, WS2, MoS2 z dodatkiem grafitu, WS2 z dodatkiem grafitu, są materiałami, które znajdą zastosowanie w modyfikacji warstwy wierzchniej części stosowanych na elementy pracujące w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Zastosowanie tego typu smarów pozwala na zmniejszenie i uzyskanie współczynnika tarcia poniżej 0,1, co bezpośrednio wpływa na 2-3-krotne zwiększenie trwałości elementów współpracujących jako pary trące. Otrzymane siarczkowe nanocząstki grafenopodobne smarów stałych oraz mieszaniny z grafitem, charakteryzują się małym współczynnikiem tarcia, dobrą wytrzymałością na wysokie obciążenia i dużą stabilnością mechaniczną i chemiczną oraz wysoką odpornością na zużycie [3, 4].

EN

Modern tribological systems are very often subjected to difficult operating conditions. The most complicated tribological process occurs in mating systems associated with mixed and boundary lubrication This especially concerns units used at elevated temperatures. Under such conditions, conventional methods of lubrication are much less effective; new solutions are being sought. Recently, the direction of adaptation to lubricating agents consisting of nanoparticles of solid lubricants with a plate structure has arisen as an altertive concept [1, 2, 3]. The results of tribological and structural tests of solid lubricants are presented in this work. The work also includes the presentation of results of tests of solid lubricants subjected to an innovative method of mechanical delamination of ma-terials. An effect of the delamination is the presence of nanostructured flakes. Materials of this type exhibit significantly better tribological properties [2, 4]. Tribological tests were conducted on T-10 and T-21 testers (Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ITeE-PIB in Radom). Testing was performed on MoS2, WS2, h-BN, BaF2, CaF2, and a mixture of MoS2 with an addition of graphite and WS2 with an ad-dition of graphite. The process of micromechanical delamination of lubricants was carried out with a powder burnishing tool (NP-1). SEM tests were performed using an FEI-INSPECT-S microscope with an EDSEDAX attachment, located at the Metal Forming Institute (INOP) in Poznan. The results obtained showed that nanoparticles of solid lubricants — MoS2, WS2, MoS2 with the addition of graphite, and WS2 with the addition of graphite — are materials that will find applications in the modification of the surface layers of parts used for components working in difficult usage conditions. The use of this type of lubricant allows for decreasing the friction coefficient and achieving a value be-low 0.1, which directly effects a 2–3-time increase in the durability of components co-operating as friction pairs. The obtained graphene-like sulphide nanoparticles of solid lubricants and mixtures with graphite are characterized by a low coefficient of friction, good endurance under heavy loads, high mechanical and chemical stability, and high resistance to wear [3, 4].

3

Badania procesu tarcia w wysokich temperaturach pary tuleja-wałek z nanocząsteczkowym smarem stałym

51%

Leshchynsky V. , Ignatiev M. , Rybak T. T.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2009

|

tom T. 20, nr 4

43-56

PL

W artykule opisano badania procesu tarcia i zużycia proszkowego smaru stalego z nanoczastkami WS2 i MoS2 w wysokiej temperaturze. Przeprowadzono badania pary tracej tuleja-walek w wysokiej temperaturze smarowania chemicznie zsyntezowanym i zmielonym smarem stalym z nanocząstek. Charakterystyka procesu tarcia byla analizowana na podstawie krzywych Stribeck’a. Celem pracy bylo wyznaczenie wplywu warunków tarcia i morfologii cząstek na zużycie elementów łożyska w wysokiej temperaturze. W pracy omówiono badania mikro i nanoczastek proszków smarujacych WS2 i MoS2 zastosowanych do łożysk ślizgowych do ukladów wentylacyjnych samolotu AIRBUS, stanowiace fragment badań wykonanych m.in. w projektach miedzynarodowych INTAS i TRIBO.

EN

In the past tribology of WS2 and MoS2 nanoparticles is being studied intensively. So the tasks of characterization and analysis of nanoparticles behavior during the tribological process are of great importance. The last one is associated with solid lubricant particles’ ensembles loading, movement, compression and destruction at sliding interface. The loose solid lubricant powders especially nanopowders behave very differently in many aspects compared with other powders. We study the friction behaviour and the approach to determine friction regimes and friction coefficients of WS2 nanoparticles during a sliding process of real friction pair ‘sleeve-shaft’ at high temperature. The high temperature ‘sleeve-shaft’ friction tests with chemically synthesized and milled solid lubricant nanoparticles which possess vastly different particle morphology are made. The characteristics of the friction process are analyzed by calculation of Stribeck curves to account for the combined influence of the friction regime and particle morphology on the friction and wear behavior of bearing components at high temperature.

4

Friction and wear of diffusion MoS2 solid lubricant coatings

51%

Kovalev E. , Ignatiev M. , Leshchynsky V. , Wiśniewska-Weinert H.

Problemy Eksploatacji

|

2005

|

tom nr 2

171--179

EN

The main objective of the presented research is an analysis of tribological properties of multilayered MoS2 solid lubricant coatings produced by diffusion synthesis. These coatings are applied to provide high serviceability of friction assemblies in air, helium environment and vacuum in the temperature range 300-973 K. The following configurations were used for wear tests: disk-on-disk with one annular ledge, disk-on-disk with three annular ledges and pin-on-disk.

PL

Głównym celem badań była analiza właściwości tribologicznych wielo-warstwowych powłok smarujących MoS2 wytwarzanych w procesie syntezy dyfuzyjnej. Powłoki takie stosowane są dla zapewnienia wysokiej jakości pracy węzłów tarcia w środowisku powietrza, helu i w próżni, w temperaturze od 300 do 973 K. W badaniach zużycia użyto następujących konfiguracji elementów testowych: tarcza-tarcza z jednym pierścieniowym występem tarcza-tarcza z trzema pierścieniowymi występami oraz trzpień-tarcza.

5

Study of tribology properties of porous sluding bearings impregnated with solid lubricant particles

51%

Leshchynsky V. , Gierzyńska-Dolna M. , Wiśniewska-Weinert H.

Problemy Eksploatacji

|

2005

|

tom nr 2

181--190

EN

A study of friction properties of porous bearings with new nanoparticle solid lubricants was performed, and technology of its impregnation into porous sliding bearings was elaborated. It was found that the impregnation of MoS2 nanoparticles into the pores leads to an improved tribological behaviour of the densified powder composites.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań parametrów tarcia łożysk ślizgowych wykonanych z materiałów proszkowych i nasycanych nanocząstkami smarów stałych. Opracowano technikę wytwarzania nanocząstek na bazie smarów stałych i wprowadzania ich w materiał porowaty. Zauważono, że taki sposób impregnacji znacznie poprawia własności tribologiczne kompozytowych materiałów proszkowych.

6

Manufacturing powder bearings modified with solid lubricant nanoparticles for high temperature applications

51%

Wiśniewska-Weinert H. , Leshchynsky V. , Ignatiev M. , Rybak T.

|

tom Vol. 31, nr 3

521-524

EN

In the past tribology of WS2 and MoS2 nanoparticles is being studied intensively. So the tasks of characterization and analysis of nanoparticles behaviour during the tribological process are of great importance. The last one is associated with solid lubricant particles' ensembles loading, movement, compression and destruction at sliding interface. The loose solid lubricant powders especially nanopowders behave very differently in many aspects compared with other powders. We study the friction behaviour and the approach to determine friction regimes and friction coefficients of WS2 nanoparticles during a sliding process of real friction pair 'sleeve-shaft' at high temperature. The high temperature 'sleeve-shaft' friction tests with chemically synthesized and milled solid lubricant nanoparticles which possess vastly different particle morphology are made. The characteristics of the friction process are analyzed by calculation of Striebek curves to account for the combined influence of the friction regime and particle morphology on the friction and wear behaviour of bearing components at high temperature.

PL

W przeszłości prowadzono intensywne badana tribologiczne nanocząstek WS2 i MoS2. Tak więc charakterystyka i analiza zachowania nanocząstek podczas procesów tribologicznych mają zasadnicze znaczenie. To ostatnie jest powiązane z rozkładem naprężeń, przemieszczaniem się, ściskaniem i rozpadem pod wpływem procesu tarcia. Swobodne cząstki proszków smarów stałych, a w szczegolności nanoproszków wykazują odmienne zachowanie w porównaniu z innymi proszkami. Przebadano nanocząstki WS2 w celu określenia warunków i współczynnika tarcia podczas procesu tarcia ślizgowego rzeczywistej pary: "tuleja-wałek" w wysokiej temperaturze. Zostały wykonane wysokotemperaturowe badania "tuleja-wałek" z chemicznie zsyntezowanymi i zmielonymi nanocząstkami smaru stałego o diametralnie rożnej morfologii. Charakterystyka procesu tarcia wykonana została z zastosowaniem krzywych Striebecka, w celu wyznaczenia łącznego wpływu warunków tarcia i morfologii cząstek smaru na proces tarcia i zużycie elementów łożysk w podwyższonej temperaturze.

7

Increase of reliability and tribological characteristics of gyroscopes

51%

Kovalev E. , Ignatiev M. , Wisniewska-Weinert H. , Leshchynsky V.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2006

|

tom Vol. 11, no 3

501-506

EN

Now gyroscopic devices are applied in many industrial areas. Alongside with traditional mechanical gyroscopes, the increasing weight is got by systems of mechanical group realizing more perfect principles of their construction, such as gyroscopes with non-contact levitating rotor. However, complication of gyroscopic devices entails a number of problems which are not solved till now. One of the most critical problems is reliability of a rotor and stator at an emergency situation. This situation is characterized by "landing" of a rotor on stator. It leads to destruction of elements of stator because of high tangential loading (friction coefficient of ferrite is more than 0.25). Special coatings for ferrite materials have been developed to decrease friction coefficient (to 0.07) and to provide stator and rotor reliability even under emergency situation: amorphous (Al-Si)N magnetron coating and coating based on MoS2 nanoparticles with polymer binder. Tests of the developed coating was realised in vacuum [...] at loading 1-5 MPa and sliding velocity of 0.2-1.0m/s. The test results show that problem of durability of gyroscopes with non-contact levitating a rotor can be successfully solved with the help of new coatings.

8

Biomateriały i tribologia w Instytucie Obróbki Plastycznej

51%

Wendland J. , Wiśniewska-Weinert H. , Gierzyńska-Dolna M. , Leshchynsky V.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

tom Vol. 11, no. 77-80

31

PL

Badania w zakresie biomateriałów i tribologii są jednym z najnowszych kierunków badawczych Instytutu. Od kilku lat w ramach kolejnych prac statutowych zespół Instytutu podjął się budowy stanowiska do badań elementów ciernych endoprotez stawu biodrowego i kolanowego. Prace te kontynuowane są w ramach zadania II.3.2 Projektu Zamawianego PBZ-KBN-114/T08/2004 p.t.: Optymalizacja właściwości tribologicznych i nanostrukturalnych warstw wierzchnich wykonanych z nanofazowych materiałów proszkowych dla części konstrukcyjnych pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych, w tym części przeznaczonych na implanty. Zadanie Instytutu w ww. projekcie podzielone jest na dwa zasadnicze kierunki, z których pierwszy dotyczy badań właściwości mechanicznych i tribologicznych wybranych części konstrukcyjnych impregnowanych nano- i mikrocząstkami smarów stałych. Drugi nurt badań ukierunkowany jest na opracowanie nowego biomateriału o dobrych własnościach tribologicznych, celem zastąpienia dotychczas stosowanych w praktyce medycznej elementów ślizgowych (np. panewki endoprotez) wykonywanych z polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej i małej odporności na zużycie. Badania tribologiczne smarów stałych przeznaczonych do impregnacji części konstrukcyjnych przeprowadzane są na testerze T-05 w układzie pierścień-klocek w stylu skoncentrowanym. Części konstrukcyjne testowane są natomiast na zmodernizowanym przez zespół Instytutu testerze MBT-01 w układzie tuleja-wałek. Zespół badawczy Instytutu zbudował również tester wysokotemperaturowy TT-10, który pozwala na badania tribologiczne w temperaturach do 600oC. Badania tarciowo-zużyciowe biomateriałów przeznaczonych na panewki prowadzone są natomiast w fazie wstępnej na testerze T-05 w styku rozłożonym. Następnie z wybranych materiałów wytwarzane są panewki, które testowane są na symulatorze biotribologicznym SBT-01 w układzie głowa-panewka. Opisane prace badawcze prowadzone są w utworzonym pod koniec 2006 roku Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Instytutu.

EN

Research in range of biomaterials and tribology is one of the most recent research priorities of Metal Forming Institute. For a few years, within a couple of statutory works, INOP’s team has started the construction of a stand for testing friction elements of hip and knee endoprosthesis. These works have been continued within Task II.3.2 of the research project PBZ-KBN-114/T08/2004 entitled: Optimization of tribological and nanostructural properties of upper layers made of nanophase powder materials for construction parts working in difficult operating conditions, including parts designed for implants. Institute’s task in the above mentioned project is divided into two directions, the former of which concerns mechanical properties and tribological tests of selected construction parts impregnated with solid lubricants nano- and microparticles. The latter is aimed at elaboration of a novel biomaterial with good tribological properties in order to substitute polyethylene sliding elements (e.g. endoprosthesis cup) with ultra high molecule mass and low wear resistance currently used in medical practice. Tribological tests of solid lubricants designed for impregnating construction parts are performed on a T-05 tester in ring-on-block mode. Construction parts are tested on a modernized by INOP’s team MBT-01 tester in sleeve-shaft mode. The team have also constructed high temperature TT-10 tester which allows to perform tribological tests in temperature up to 600oC. Friction-wear tests of biomaterials designed for cups are carried out in the initial phase on T-05 tester in surface contact. Afterwards, cups are made from selected materials, which are tested on a biotribological SBT-01 simulator in head-cup mode. Described research works are carried out in the Institute’s Laboratory of Surface Engineering and Tribology established at the end of 2006.

9

Wpływ submikrometrycznych cząstek smarów stałych w warstwie wierzchniej części pracujących w podwyższonych temperaturach na właściwości tribologiczne

51%

Lijewski M. , Leshchynsky V. , Wiśniewska-Weinert H. , Sulej-Chojnacka J.

Tribologia

|

2014

|

tom nr 3

119--130

PL

W wysokich temperaturach tradycyjne środki smarujące tracą swoje właściwości. Opracowanie nowych technologii smarowania i środków smarnych do praktycznego zastosowanie w przemyśle jest wyzwaniem wielu krajowych i zagranicznych ośrodków badawczo-naukowych [L. 1, 2]. W artykule opisano procesy tribologiczne: tarcie i zużycie współpracujących układów tribologicznych działających w wysokich temperaturach. Badane pary trące zostały poddane procesowi modyfikacji (impregnacji) jednego z elementów pary trącej – tarczy submikrometrycznymi cząstkami smarów stałych. Własności eksploatacyjne wytworzonego filmu smarnego są zależne od właściwości chemicznych i fizycznych skomponowanej substancji smarującej [L. 1]. W pracy przedstawiono morfologię cząstek smarów stałych otrzymanych technologią RCT (Rolling Cleavage Technology). Jest to proces rozdrabniania materiałów, w wyniku którego zostaje wytworzona struktura submikrometryczna (frakcja nano i mikro). W wyniku zmiany wielkości cząstek następuje zmiana właściwości danego materiału. Celem pracy było wyznaczenie wpływu warunków tarcia, rodzaju i morfologii cząstek smarów stałych na proces zużycia. Analiza otrzymanych wyników dowodzi, że smary stałe MoS2 i WS2 z dodatkiem grafitu obniżają współczynnik tarcia i zużycie elementów współpracujących, powodując wydłużenie ich czasu pracy. Dodatek grafitu powoduje zachowanie właściwości tribologicznych mieszanki smarnej na bazie MoS2 i WS2 w wyższych temperaturach. Natomiast takie smary stałe jak BaF2, CaF2 i h-BN nie spełniają wymagań tribologicznych dla układów pracujących w wysokich temperaturach.

EN

In the case of high temperatures, traditional lubricating agents lose their properties. An important element is the development of new means of lubrication applicable to industry. The lubrication of systems working at specified intervals becomes an important problem. This article describes the tribological processes of friction and wear of cooperating tribological systems at high temperatures. The studied friction pairs were subjected to a process of modification (impregnation) of the surface with sub-micrometric particles of solid greases. The force of friction and base reaction force of a produced lubricating film are very important and dependent on the chemical and physical properties of particles comprising the lubricating film. The article presents the morphologies of particles of solid greases subjected to RCT (Rolling Cleavage Technology). This is a process of comminution of materials, as a result of which there is produced a submicrometric structure (grouping of nano- and micro-structures). As a result of the change in the sizes of the particles, there follows a change in the properties of a given material. The aim of this work was the determination of the influence of fiction conditions, type, and morphology of particles of solid greases on the wear process. The presented test results and analysis show that the solid greases MoS2 and WS2 with the addition of graphite lower the coefficient of friction and wear of contacting components, causing the extension of the lifetimes of tribological pairings. Simultaneously, the addition of graphite causes the preservation of the tribological properties of the aforementioned greases at higher temperatures. Solid greases: BaF2, CaF2, and h-BN do not fulfil the tribological requirements for systems working at high temperatures.

10

Nowa technologia infiltracji (impregnacji) porowatych struktur układów tribologicznych z cząstkami smarów stałych i powłok otrzymywanych technologią metalurgii proszków

51%

Wiśniewska-Weinert H. , Lijewski M. , Sulej-Chojnacka J. , Leshchynsky V.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2016

|

tom T. 27, nr 1

59--71

PL

W skali światowej ok. 30–50% energii produkowanej corocznie pochłaniają opory tarcia. Ważnymi zjawiskami towarzyszącymi tarciu, o dużym znaczeniu technicznym, są procesy zużywania materiałów trących oraz smarowanie. Zużycie tribologiczne jest rodzajem zniszczenia powierzchni spowodowanego procesami tarcia, w którym następuje zmiana struktury i fizycznych własności warstw wierzchnich obszarów styków, jak również lokalne ubytki masy. Intensywność zużycia tribologicznego zależy od odporności na ścieranie obszarów tarcia warstw wierzchnich oraz od rodzaju oddzia- ływania. W celu wydłużenia czasu użytkowania części maszyn cząstki smarów stałych są zwykle dodawane do proszków metali przed procesem spiekania. Jednak skuteczność działania tych materiałów jako smarów jest bardzo niska ze względu na degradację termiczną podczas spiekania detali proszkowych. W takim przypadku technika ciśnieniowej impregnacji spieczonych części proszkowych wydaje się być dobrym rozwiązaniem. Dlatego tak ważnym elementem jest dobranie odpowiedniego smarowania oraz modyfikacja warstwy wierzchniej. W pracy przedstawiono wyniki badań nad nową technologią impregnacji ciśnieniowej. Metoda ta stosowana jest do modyfikacji tulei ślizgowych. Istotnym elementem nowo opracowanej technologii są parametry prowadzonego procesu oraz właściwości fizyczne (rodzaj, wielkość, struktura, geometria) impregnowanych cząstek smaru stałego. Modyfikacja warstwy wierzchniej za pomocą procesu impregnacji ciśnieniowej współpracujących układów tribologicznych wpływa na wydłużenie czasu pracy określonych par trących. Celem pracy było scharakteryzowanie technologii impregnacji ciśnieniowej, zjawisk zachodzących podczas infiltracji oraz określenie parametrów technologii impregnacji ciśnieniowej.

EN

On a global scale approx. 30–50% of energy generated every year is absorbed by friction resistance. Important phenomena, which accompany friction and have great technical importance, include processes of wear of friction materials and lubrication. Tribological wear is a type of surface destruction caused by friction processes, which result in change of structure and physical properties of surface area of contacts as well as local weight losses. Intensity of tribological wear depends on resistance of surface layer friction areas to abrasion as well as type of influence exerted. In order to extend the period of use of machine parts, HTSL particles are usually added to metal powders before sintering processes. However, such materials are barely effective as grease due to thermal degradation during sintering of powder details. In this case the technique of pressure impregnation of sintered powder parts appears to be a good solution. Therefore, selection of appropriate lubrication and modification of the surface layer is a very important element. This work presents results of research on a new technology of pressure impregnation. This method is used for modification of slide sleeves. Significant elements of the newly developed technology include parameters of the process conducted and physical properties (type, size, structure, geometry) of impregnated HTSL particles. Modification of the surface layer with the use of the pressure impregnation process of cooperating tribological systems influences the service life of specified friction pairs. The aim of this work was to characterize the pressure impregnation technology and phenomena appearing during infiltration as well as determination of parameters of the pressure impregnation technology.

11

Ocena i analiza impregnowanych układów tribologicznych pracujących w podwyższonych temperaturach

51%

Sulej-Chojnacka J. , Leshchynsky V. , Lijewski M. , Ziółkiewicz S.

Tribologia

|

2014

|

tom nr 4

113--123

PL

Nacisk na redukcję oporów tarcia i w efekcie zużycia tribologicznego w maszynach, staje się coraz bardziej istotny dla poprawy ich wydajności, trwałości i niezawodności. Występujące zjawisko tarcia wywołuje głównie negatywne skutki, bowiem jego bezpośrednim następstwem jest zużycie tribologiczne prowadzące do stopniowej utraty niezawodności. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych par trących pracujących w temperaturach 300 i 500°C. Przedmiot badań stanowiły tuleje łożyskowe o gęstości 6,7 g/cm3 poddane procesowi impregnacji ciśnieniowej submikrometrycznymi cząstkami smarów stałych MoS2 i WS2. Badania tarciowo-zużyciowe przeprowadzono na testerze TWT-500N pracującym w układzie ring-on-shaf. Analiza uzyskanych wyników badań pozwoliła stwierdzić, iż zastosowanie smaru stałego MoS2 w temperaturze 300°C i WS2 w temperaturze 500°C pozwala na obniżenie wartości współczynnika tarcia do wartości poniżej 0,08 i 0,05.

EN

With emphasis on the reduction of frictional resistance and tribological wear of machine component parts, it becomes more and more important, in order to improve their efficiency, durability and reliability. Friction causes mostly negative effects, because the immediate consequence is tribological wear, leading to a gradual loss of reliability. This paper presents the results of tribological friction pairs working at temperatures of 300 and 500°C. The objects of the study were bearing sleeves with a density of 6.7 g/cm3 that had previously undergone a process of pressure impregnation by submicrometer MoS2 and WS2 solid lubricant particles. Friction and wear tests were conducted with the use of a ring-on-shaft TWT-500N testing machine. Analysis of the obtained results led to the conclusion that the application of MoS2 at 300°C and WS2 at 500°C reduces friction coefficient, respectively, to less than 0.08 and 0.05.

12

Badanie właściwości tribologicznych warstw wierzchnich modyfikowanych nanofazowymi materiałami proszkowymi

51%

Leshchynsky V. , Wiśniewska-Weinert H. , Wiśniewski T. , Rybak T.

|

tom nr 2

63-70

PL

Rozwój technologii wytwarzania zarówno warstw, jak i litych materiałów o strukturze nanokrystalicznej spowodował uzyskanie nowych materiałów, o szerokich możliwościach aplikacyjnych. Zastosowanie niekonwencjonalnych metod wytwarzania nanomateriałów pozwala uzyskać materiały o składzie fazowym nieosiągalnym metodami tradycyjnymi. Okazuje się, że zmniejszając wymiary ziaren znanych materiałów, można uzyskać materiał o lepszych właściwościach fizykochemicznych, mechanicznych itp. W Instytucie Obróbki Plastycznej przeprowadzono badania warstw wierzchnich stosowanych dla wybranych części konstrukcyjnych pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych. W referacie omówione zostały metody wytwarzania mikro- i nanocząstek proszków dwusiarczków oraz technologia nakładania warstw wierzchnich z nanofazowych materiałów proszkowych. Podane są wybrane wyniki badań tribologicznych omawianych części konstrukcyjnych.

EN

Nanocrystaline layered and bulk materials manufacturing technology development allows to obtain new materials, interesting from the side of application abilities. Using of non-conventional methods allows obtaining materials with structure and properties unable to be obtained by traditional methods. Reducing grain size of well-known materials allows achieving the superior physicochemical and mechanical properties. This paper contains the results of surface layers examination for certain structural parts working in harsh conditions. Manufacturing of dichalcogenide micro and nanoparticles, and the technology of the nanoparticle surface layer modification are described. The results of tribological investigations of structural components are shown as well.

13

Analysis of lifetime of the cold forging tool with PVD coatings

51%

Wiśniewska-Weinert H. , Leshchynsky V. , Ignatev M. , Borowski J.

|

tom Vol. 78, nr 8

682--687

EN

The main goal of the presented research is to reach the best balance between the cost of forging tools and their performance by applying nanocomposite coatings providing low friction coefficient and optimum surface properties, which will help to achieve important increased in tool durability and high forging precision. The tribological tests with ball on disc (T10) tester and industrial tests of forging tool durability were made for the following PVD coatings: TiN (reference coating), TiAIN, nACVIc, TiCN-NP-MOVIC, TiC, TiCN-CBC and CrN-CBC2. SEM-EDAX microanalyser, TEM, Calotest and Rockwell diamond cone indentation/scratching performed were applied to study of coating nanomicrostructures. The differences in coatings structure leads to the change of the coating tribology behavior. The CrN-CBC2 and nACVIc nanocomposite coatings are characterized by significantly less value of the friction coefficient (0.1-0.2) as compared to other coatings under the same test conditions that results in its better durability. The present research was carried out in the frame of EUROSTARS Project NEGFORT.

PL

Głównym celem przedstawionych badań jest uzyskanie równowagi pomiędzy kosztem wytwarzania narzędzi kuźniczych oraz ich właściwościami użytkowymi, poprzez zastosowanie powłok nanokompozytowych, które pozwolą na uzyskanie niskiego współczynnika tarcia i optymalnych właściwości powierzchni. Pomoże to osiągnąć polepszoną wytrzymałość narzędzi oraz dużą dokładność kucia. Przeprowadzono testy tribologiczne na testerze kulka-dysk (T10) oraz testy przemysłowe wytrzymałości narzędzi kuźniczych z następującymi powłokami PVD: TiN (powłoka referencyjna), TiAIN, nACVIc, TiCN-NP-MOVIC, TiC, TiCN-CBC oraz CrN-CBC2. W celu zbadania nano- i mikrostruktury powłok, przeprowadzono analizy z wykorzystaniem: mikroanalizatora SEM-EDAX, TEM, Calotest oraz badanie twardości metodą Rockwella a także próbę zarysowań. Różnice w strukturze powłok powodują zmiany w ich właściwości tribologicznych. Powłoki nanokompozytowe CrN-CBC2 oraz nACVIc charakteryzują się niższą wartością współczynnika tarcia (0,1÷0,2) w porównaniu do innych powłok badanych w tych samych warunkach, co skutkuje większą wytrzymałością. Niniejsze badania przeprowadzono w ramach projektu NEGFORT.

14

Rozwój technologii metalurgii proszków w Instytucie Obróbki Plastycznej w ostatnich 10 latach (1998-2008)

51%

Wiśniewska-Weinert H. , Leshchynsky V. , Wendland J. , Lisowski J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2008

|

tom T. 19, nr 3

43-54

PL

Autorzy pracy przedstawiają historię badań prowadzonych w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu z zakresu metalurgii proszków. Pierwsze prace badawcze podjęto w roku 1997 w ramach umów międzyrządowych. Zaowocowały one międzynarodowym projektem badawczym z inicjatywy Eureka. Realizacja projektu przynosiła Instytutowi patent technologii wytwarzania części z proszków spiekanych oraz liczne wyróżnienia. Autorzy artykułu poprzez prezentację dotychczas realizowanych tematów i zakresów prac krajowych i międzynarodowych projektów badawczych oraz własnych prac statutowych pokazują osiągnięcia Instytutu na polu metalurgii proszków. Przedstawiają innowacyjne rozwiązania technologiczne oraz prototypowe urządzenia badawcze.

EN

The authors of the paper describe the history of investigations carried out by the Metal Forming Institute in Poznań in the field of powder metallurgy. The first research works have been launched within agreements between governments. They resulted in the international investigation project of the Eureka initiative. The realization of the project has brought the Institute a patent of the technology of manufacturing sintered powder parts and many awards. The authors of the paper, presenting the subjects and scopes of domestic and international investigation projects realized so far, as well as their own statute works, show the Institute’s achievements in the field of powder metallurgy. They present innovative technological solutions ands prototype investigation devices .

15

Spiekane tuleje proszkowe samosmarnego łożyska ślizgowego o zmodyfikowanych właściwościach

45%

Wiśniewski T. , Rybak T. , Wendland J. , Majchrzak W. , Leshchynsky V.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2010

|

tom T. 21, nr 1

53-64

PL

W artykule opisano proces technologiczny wytwarzania tulei samosmarnej łożyska ślizgowego z modyfikowaną warstwą wierzchnią, przeznaczonego do pracy w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Modyfikację warstwy tulei przeprowadzono opracowaną w Instytucie techniką i metodą otrzymywania grafenopodobnych cząstek proszków metali. Przedstawiono wyniki badania tarcia i zużycia współpracującej pary wałek opracowana tuleja, na testerze TWT-500N nowej własnej konstrukcji, w temperaturze 20, 300 i 500oC.

EN

The article describes the technological process of production of a self-lubricating sleeve with the nanoparticle solid lubricant modified surface layer and the first results of friction and wear tests in exploitation conditions. The modification of the sleeve surface layer was carried out by pressure impregnation technique with of graphene- like nanoparticles of solid lubricant. Results of friction tests and wear of the shaft-sleeve pair done on the TWT-500N tester of the Institute’s design at 20, 300 and 500oC temperatures are presented.

16

Innovative technology for fabrication of antiwear layers for forging tools

45%

Wiśniewska-Weinert H. , Leshchynsky V. , Ignatev M. , Borowski J. , Wiśniewski T.

Tribologia

|

2011

|

tom nr 5

239-248

EN

Cold forging tools are known to be exposed to extremely high loads due to the high forming stresses and the strain hardening of the workpiece material. This paper deals with the study of the influence of laser texturing of hard-coated tool surfaces and micro-channels filled with solid lubricants on tool tribological behaviour in cold forging processes. The results of a study of the combination of hard coating with and solid lubricant layers for forging tools show the beneficial effect of nano- and micro-particle solid lubrication in the case of the storage of nanoparticles in the micro-reservoirs at the sliding interface. The use of nanolayered coatings (like nACVIc) seems to be more effective for areas of high contact stresses than a combination of coatings. The use of microchannels filled with MoS2 nanoparticles seems to be more effective for areas of abrasive wear.

PL

Narzędzia do kucia na zimno poddawane są bardzo dużym obciążeniom ze względu na wysokie naprężenia oraz umocnienie podczas kształtowania. W niniejszym artykule przedstawiono analizę wpływu zmiany powierzchni narzędzi z twardymi powłokami oraz mikrokanalikami wypełnionymi nanocząstkami smarów stałych na właściwości tribologiczne narzędzi dla procesów kucia na zimno. Analiza otrzymanych wyników zastosowania powyższej kompozycji powłok dla narzędzi kuźniczych wykazuje korzystny efekt zastosowania nano- i mikrocząstek smarów stałych w mikrokanalikach na powierzchniach trących. W przypadku obszarów o wysokim naprężeniu stykowym bardziej efektywne od zastosowania kompozycji powłok wydaje się być zastosowanie powłok nanowarstwowych (takich jak nACVIc). Zastosowanie mikrokanalików wypełnionych nanocząstkami MoS2 jest bardziej efektywne dla obszarów charakteryzujących się zużyciem ściernym.

17

Stanowisko do badań tribologicznych w wysokich temperaturach elementów łożysk z proszków spiekanych ze zmodyfikowaną warstwą wierzchnią

45%

Leshchynsky V. , Wiśniewska-Weinert H. , Magda J. , Wiśniewski T. , Rybak T.

Tribologia

|

2010

|

tom nr 4

283-292

PL

W referacie przedstawiono opis konstrukcji stanowiska do badań tribologicznych z węzłem tarcia typu "tuleja–wałek". Zbudowane w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu stanowisko Obróbki Plastycznej w Poznaniu stanowisko do badań tribologicznych w wysokich temperaturach umożliwia wykonywanie badań elementów łożysk ślizgowych do systemów wentylacyjnych samolotów rodziny AIRBUS. Urządzenie pozwala na zastosowanie obciążenia normalnego do 500 N oraz na prowadzenie badań w zakresie od temperatury otoczenia do temperatury 600°C. W referacie przedstawiono również charakterystykę wymagań stawianych łożyskom ślizgowym do systemów wentylacyjnych samolotów rodziny AIRBUS. Opisano stosowane materiały na elementy omawianych łożysk oraz wyniki badań nowych materiałów proszkowych opracowanych w Instytucie Obróbki Plastycznej. Ponadto przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań tribologicznych tulei grafitowych oraz wytworzonych w Instytucie tulei z materiałów proszkowych modyfikowanych nanoczastkami smarów stałych M0S2 i WS2 [L. 1-2] według zgłoszenia patentowego P-390102 oraz P-390100 z dnia 29.12.2009. Badania tulei przeprowadzono w zakresie temperatury od 20°C do 600°C przy czym w 600°C badano wyłącznie tuleje modyfikowane WS2. Przedstawiono także opis, stosowanej w Instytucie, metody modyfikacji nanocząsteczkami warstw wierzchnich tulei łożyskowych.

EN

This paper describes the construction of a tribological device in ring-on-shaft configuration. The constructed set-up is available for investigations of sliding bearing components for AIRBUS aircraft ventilation systems. Materials actually used for this application and investigated alternative materials elaborated in INOP are presented. Moreover, the work contains friction test results for graphite rings and rings manufactured in INOP with surface layer modification by M0S2 and WS2 nanoparticles in a temperature range 20-600°C; however, at 600°C, only WS2 modified rings were tested. The modification method is also presented.

18

Możliwości wykorzystania zjawiska anomalnego tarcia stopu aluminium 2017 o strukturze nanometrycznej

45%

Wiśniewska-Weinert H. , Leshchynsky V. , Borowski J. , Lewandowska M. , Wiśniewski T.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

tom T. 26, nr 4

271--282

PL

Materiały łożyskowe na bazie aluminium są szeroko stosowane w przemyśle samochodowym. Jedną ze szczególnych zalet tych materiałów jest oszczędność na masie przy użyciu stopów aluminiu m. Jednakże wpływ submikro- i nanostruktury na tribologiczne zachowanie tych materiałów nie jest szczegółowo zbadane. Wpływ normalnego obciążenia i prędkości poślizgu na tarciowe zachowanie nanostrukturalnego stopu aluminium na stali nie zostało jeszcze zbadane. Artykuł zawiera wyniki tribologicznego badania nanokrystalicznego stopu aluminium NC A2017. Możliwości stosowania tych materiałów, uzyskanych metodą wyciskania hydrostatycznego, w różnych zespołach ciernych, wyglądają bardzo obiecująco. Okazuje się, że stop aluminium 2017 o strukturze manometrycznej wykazuje niskie współczynniki tarcia przy niskich obciążeniach normalnych, Z drugiej strony, stop aluminium NC A2017 można z powodzeniem kształtować w temperaturze 200oC i wyższej. Odkształcenie plastyczne tego materiału powyżej 200oC powoduje zauważalny rozrost ziaren. Jednakże określone średnice ziaren są w zakresie submikronowym, nawet dla temperatury ściskania wynoszącej 300oC. Zachowanie tarciowe stopu aluminium NC 2017 charakteryzuje się trzykrotnym anomalnym spadkiem współczynnika tarcia do f=0,15 w porównaniu z f=0,45 dla gruboziarnistego stopu aluminium 2017. Odporność na zużycie stopu NC 2017 jest trzykrotnie większe w porównaniu z gruboziarnistym stopem 2017. Przypuszczalną przyczyną takiego zachowania są szczególne cechy nanostruktury i zawartość wydzieleni fazowych w stopie NC 2017.

EN

Aluminum-based bearing materials are widely used for automotive applications. One special advantage is the weight savings associated with using aluminum alloys. However, the effect of submicro- and nanostructure on the tribology behavior of these materials is not studied in detail. The effects of normal load and sliding velocity on the frictional behavior of nanostructured aluminum alloy against steel is not studied yet. The paper contains the results of tribology examination of nanocrystalline (NC) aluminum alloy NC A2017. The possibilities of use of these materials obtained by the method of hydrostatic extrusion, in various friction units look very promising. It is found the 2017 aluminum alloy with nanometric structure exhibits low friction coefficients at low normal loads. From other side the NCA2017 aluminum alloy can be successfully formed 200oC and above. Plastic deformation of the material above 200oC causes noticeable grain growth. However, the determined average grain diameters are in the submicron range, even for compression temperature of 300oC. The friction behavior of NC 2017 Al alloy is characterized by three times anomalous fall of friction coefficient up to f=0.15 as compared with f=0.45 for coarse grained 2017 Al alloy. The wear rate of NC 2017 Al alloy is diminished by three times as compared to that of coarse grained 2017 Al alloy. The possible reason of such a behavior is the specific features of nanostructure and precipitates of NC 2017 Al alloy.

19

Nowe możliwości badawcze Instytutu Obróbki Plastycznej - nowoczesna aparatura badawcza

45%

Wendland J. , Rozwalka T. , Borowski J. , Wiśniewska-Weinert H. , Leshchynsky V.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2008

|

tom T. 19, nr 2

29-35

PL

W artykule przedstawiono wybrane zadania Instytutu Obróbki Plastycznej w Poznaniu prowadzone w ramach krajowych i międzynarodowych projektów badawczych. Zaprezentowane zadania związane są z zakupem i budową własnej unikalnej aparatury badawczej lub modernizacją standardowego oprzyrządowania w celu spełnienia wysokich wymagań prowadzonych na nich badań.

EN

In the paper selected tasks performed by Metal Forming Institute within domestic and international research projects are presented. Introduced tasks are connected with creating unique research equipment or modernizing standard equipment in order to meet high requirements of carried out tests.

20

Badania wstępne nowych rozwiązań w zakresie biomateriałów stosowanych na elementy trące endoprotez

45%

Wendland J. , Wiśniewska-Weinert H. , Leshchynsky V. , Rybak T. , Gierzyńska-Dolna M.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2008

|

tom T. 19, nr 1

41-47

PL

W artykule przedstawiono problematykę związaną z endoprotezoplastyką stawu biodrowego. Przedmiotem zaprezentowanych badań jest opracowanie biomateriału, który mógłby zastąpić dotychczas stosowane w praktyce medycznej panewki z polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej. Autorzy prowadzą badania oraz próby wytworzenia i modyfikacji powierzchni próbek spiekanych z proszku stali 316L. Praca zawiera wstępne wyniki badań struktury, twardości i gęstości oraz własności tribologicznych wytworzonych próbek z mieszanki proszkowej.

EN

In the paper issues concerning endoprosthesoplasty of hip joint are presented. The subject of introduced research is the elaboration of a biomaterial that could replace polyethylene cups with ultra high molecular weight used in medical practice so far. The authors made an attempt to manufacture and modify the surface of sintered specimens from 316L steel. The paper contains results of structure, hardness, thickness and tribological tests of the manufactured samples.