Zbadano odporność na zużycie i zacieranie elementów stalowych (100Cr6), pokrytych powłokami DLC typu a-C:H:W (WC/C) w smarowanym węźle tarcia. Jako środka smarowego użyto oleju poli(α)olefinowego (PAO-8) zawierającego 0,1–1,0% (v/v) dodatków AW lub EP oraz 2% (v/v) estrów wyższych kwasów tłuszczowych otrzymanych różnymi metodami. Po testach tribologicznych zbadano morfologię warstwy wierzchniej w miejscach kontaktu tarciowego oraz poza nim. Stwierdzono, że klasyczne dodatki AW/EP w małym stężeniu (0,2%) poprawiają właściwości przeciwzatarciowe oleju PAO-8. Dodatek AW w takim stężeniu zwiększa również odporność na zużycie elementów z powłokami WC/C. Stwierdzono także synergizm działania przeciwzużyciowego komercyjnego dodatku AW i ekologicznego dodatku na bazie estrów wyższych kwasów tłuszczowych. Wyniki badań stanowią wytyczne do komponowania olejów przeznaczonych do smarowania powłok WC/C.
EN
Wear and scuffing resistance of steel elements (100Cr6) coated with WC/C (a-C:H:W type) in lubricated frictional couple were investigated. Poli-α-olefin oil (PAO-8) containing 0,1–1,0% v/v AW or EP additive and 2% v/v different fatty acid esters was used as a lubricant. After tribological tests the structure of the external layer (inside and outside wear scars) was investigated. Results indicate that common commercial AW/EP additives added in small concentration (0,2%) improve antiwear efficiency of PAO-8. At this concentration the AW additive increased the wear resistance of WC/C-coated elements. Synergism between antiwear action of AW additive and fatty acid esters (used as ecological additive) also was observed. The obtained results represent guidelines on blending lubricants designed for WC/C coatings.
Celem badań było zbadanie wpływu ograniczenia ilości stosowanych dodatków smarnościowych na odporność na zacieranie i pitting skojarzenia element stalowy z powłoką WC/C-stal. Powłokę WC/C (a-C:H:W) osadzono metodą reaktywnego rozpylania w procesie PVD. Badanie zacierania (skojarzenie czterokulowe-ruch ślizgowy) wykonano za pomocą aparatu czterokulowego T-02. Badania pittingu (stożek-trzy kule - ruch toczny) wykonano za pomocą aparatu T-03. Stwierdzono, że eliminację adhezyjnych mechanizmów destrukcji materiałów w czasie tarcia przez zmniejszenie ich powinowactwa można uzyskać, nakładając przynajmniej na jeden z elementów pary trącej odpowiednią powłokę, która pozwala na znaczne ograniczenie ilości stosowanych w olejach smarowych dodatków smarnościowych.
EN
The aim of presented research was to investigate the effect of reduction of concentration of extreme pressure oil additive on scuffing and pitting resistance of tribosystem WC/C-steel. The WC/C (a-C:H:W) coating was deposited using reactive sputtering method in PVD process. The scuffing tests (four-ball tribosystem, sliding) were performed by means of T-02 four-ball apparatus. The pitting tests (cone three balls tribosystem, rolling) were performed using T-03 pitting tester. It was stated that by elimination the adhesive mechanisms of destruction of materials during friction through the elimination of chemical affinity of materials by the application of the coating at least on one of the part, it is possible the significant reduction of extreme pressure oil additives.
Synthetic-oil based lubricants designed for WC/C-coated elements of tribosystems were formulated. These lubricants were mixtures of poli-alpha-olefin oil (PAO-8) and different contents of an ecological additive package (containing products of chemical or biochemical conversions of substances of plant origin) and essential improvers such us anti-foaming agents, dispersants, and corrosion inhibitors. AW/EP and antipitting properties of the lubricants in a WC/C-WC/C tribosystem were investigated. On this basis, the most efficient lubricants were indicated. It has been found that lubricants with improved ecological qualities can reduce wear and scuffing of the tribosystems. However, the problem to be solved is the formulation of lubricants preventing pitting in WC/C-WC/C tribosystems.
PL
Wytworzono kompozycje do smarowania węzłów tarcia, w których występują elementy pokryte powłokami WC/C. Bazą tych kompozycji jest syntetyczny olej poli(alfa)olefinowy PAO-8, do którego wprowadzano różne ilości modelowego pakietu dodatków smarnych, zawierającego produkty chemicznej lub biochemicznej konwersji składników olejów roślinnych. Kompozycje te uzupełniono o niezbędne dodatki uszlachetniające, w tym przeciwpienne, powierzchniowo-czynne oraz inhibitory korozji. Zbadano działanie przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe tych kompozycji oraz ich działanie przeciwpittingowe w węzłach tarcia z powłokami WC/C. Uwzględniając wyniki tych badań, wytypowano kompozycje, których właściwości smarne względem powłok WC/C były najkorzystniejsze. Stwierdzono, że możliwe jest wytworzenie ekologicznych kompozycji smarowych, które poprawiają odporność węzła tarcia na zużywanie i zacieranie. Problemem do rozwiązania pozostaje jednak wytworzenie kompozycji smarnych zapobiegających pittingowi elementów z powłokami WC/C.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy podjęto próbę określenia reguł komponowania ekologicznych olejów smarowych z przeznaczeniem do smarowania węzłów tarcia, w których elementy trące są pokryte niskotarciowymi twardymi powłokami typu WC/C. Ekologiczność oleju uzyskuje się poprzez użycie do ich komponowania syntetycznych baz olejowych oraz minimalnych ilości klasycznych dodatków smarnych. Stwierdzono, że w oparciu o poli(alfa)olefinową bazę można skomponować olej zawierający jedynie około 0,5% dodatków EP, który zwiększa odporność węzła pokrytego powłokami WC/C na zużycie, zacieranie i, co najważniejsze, powierzchniową trwałość zmęczeniową (pitting). Efektywność przeciwzużyciową takich kompozycji można poprawić o dodatkowe kilka procent poprzez wprowadzenie do nich produktów naturalnych (pochodnych olejów roślinnych), posiadających w strukturze aktywne grupy funkcyjne: karboksylową, estrową, hydroksylową itp.
EN
The authors attempt to determine the composition rules of ecological lubricants designed for friction couples covered by WC/C low-friction coating. The ecological lubricants can be obtained by the use of synthetic base oils and low quantity of classic lubricating additives to their composition. It has been stated that with the use of poly(alfa)olefine base oil can be composed oil containing c.a. 0,5% of EP additives. This oil improves wear-, seizure- and (what is very important) pitting (fatigue life)-resistance. The antiwear action of such lubricating oils can be improved by few percents when we add to them natural products (derivatives of vegetable oils), which include carboxyl, ester, hydroxyl functional group in the compound structure.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.