Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

The influence of solid lubricants on mechanical an tribological proporties of polymer composites

100%

Pawelec Z. , Molenda J. , Wolszczak M.

|

tom R. 13, nr 4

260--268

EN

The article presents the results of studies on the mechanical and tribological properties of polymer composites intended for the regeneration of sliding machine elements. Chemically cured epoxy resin Epidian 5 constituted the composites’ polymer warp. Fe powder with a define content of grains and obtained by means of reduction was used as a basic filler, whereas solid lubricants of a layered structure - graphite and molybdenum disulfide - were used as the sliding additives, and polyaramid fibres in the form of pulp - as a fibrous filler. Three series of composites with different qualitative and quantitative compositions were prepared with the addition of lubricating agents in the amount varying from 10 to 30 parts by weight in a single or combined system. The composites were crosslinked with aliphatic polyamine (triethylenetetramine), and the crosslinking process was conducted at room temperature. Once the composites were cured, their mechanical properties (i.e. resistance to compression and tear, and the module and deformation at the time of bending) were checked with the use of an Instron machine for endurance tests. The tribological characteristics of the composites in dry friction conditions were determined with a T-05 roll-block type tribotester, in which a roller with a composite layer deposited on its surface played the role of a model tribological system. A steel block, on the other hand, played the role of a counter sample. The friction and wear tests were conducted at the constant speed of slide of 0.1 m/s and changeable pressures of 0.9 and 1.5 MPa. Based on the obtained friction and wear properties and the results of investigations in which scanning electron microscopy (SEM) was applied, it was concluded that the best results are displayed when solid lubricants of a layered structure are jointly applied.

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości wytrzymałościowych i charakterystyki tribologiczne kompozytów polimerowych przeznaczonych do regeneracji ślizgowych elementów maszyn. Polimerową matrycą kompozytów jest chemoutwardzalna żywica epoksydowa Epidian 5. Podstawowym napełniaczem jest proszek żelaza (Fe) otrzymywany metodą redukcji o określonym składzie granulometrycznym. Jako dodatki ślizgowe zastosowano smary stałe o budowie warstwowej: grafit i disiarczek molibdenu, a napełniaczem włóknistym są organiczne włókna poliaramidowe w postaci pulpy. Sporządzono trzy serie kompozytów o różnych składach jakościowych i ilościowych, zawierających dodatki smarne od 10 do 30 cz. wag. w układzie pojedynczym oraz w układzie łączonym. Do sieciowania kompozytów zastosowano poliaminę alifatyczną (trietylenotetraaminę). Proces sieciowania prowadzono w temperaturze pokojowej. Po utwardzeniu kompozytów zbadano ich właściwości mechaniczne (wytrzymałość na ściskanie i odrywanie oraz moduł i odkształcenie przy zginaniu) z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej Instron. Charakterystyki tribologiczne kompozytów w warunkach tarcia technicznie suchego wyznaczono za pomocą testera T¬05 typu rolka klocek w styku rozłożonym. Modelowy węzeł tarcia stanowiła stalowa rolka z nałożoną i obrobioną na wymagany wymiar warstwą kompozytów, natomiast przeciwpróbkę stanowił stalowy klocek o geometrii styku w kształcie powierzchni łukowej o polu 1 cm2. Testy tarciowo-zużyciowe prowadzono przy stałej prędkości poślizgu 0,1 m/s i zmiennych naciskach 0,9 i 1,5 MPa. Na podstawie uzyskanych charakterystyk tarciowo-zużyciowych oraz wyników badań ze skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i profilografii stwierdzono, że najlepsze rezultaty daje łączne zastosowanie smarów stałych o budowie warstwowej.

2

Statyczno-kinetyczne charakterystyki kompozytów polimerowych zawierających zdyspergowany politetrafluoroetylen

100%

Pawelec Z. , Kowalewski P.

|

tom nr 2

115--124

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego regeneracyjnych kompozytów metalopolimerowych w ruchu posuwisto-zwrotnym. Osnową kompozytów była żywica epoksydowa napełniona proszkiem żelaza, a jako dodatek niskotarciowy zastosowano polimer termoplastyczny – tarflen otrzymywany metodą suspensyjną. Sporządzono serię kompozytów o zawartości 5, 10 i 15 cz. wag. politetrafluoroetylenu (PTFE). Do sieciowania kompozytów zastosowano poliaminę alifatyczną (trietylenotetraaminę). Proces sieciowania prowadzono w temperaturze pokojowej. Do wyznaczenia współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego skojarzeń kompozy–stal wykorzystano specjalistyczne stanowisko, z układem przystosowanym do badania tarcia ślizgowego w ruchu posuwisto-zwrotnym. Według opracowanej metodyki zbadano również podatność badanych skojarzeń materiałowych na występowanie efektu stick-slip. Pomiary wykonano przy różnych naciskach jednostkowych charakterystycznych dla układów prowadnicowych obrabiarek skrawających (0,5; 1,0; 1,5 i 2,0 MPa). Wyznaczono również statyczno-dynamiczne charakterystyki tarcia typowego skojarzenia materiałowego w układach prowadnicowych: stal–stal. Na podstawie otrzymanych wyników badań stwierdzono, że zastosowany jako modyfikator właściwości kompozytów politetrafluoroetylen wpływa korzystnie na charakterystyki tribologiczne kompozytów. Skojarzenie kompozyt–stal charakteryzuje się mniejszym współczynnikiem tarcia statycznego i mniejszą podatnością na występowanie efektu stick-slip niż klasyczne skojarzenie materiałowe stal–stal.

EN

The paper presents the results of static and dynamic friction force measurements for metal-polymer regeneration composites obtained in a reciprocating motion. The composite matrix was epoxy resin filled with iron powder, and a solid lubricant – polytetrafluoroethylene – tarflen obtained by suspension method. The composites with various quantitative contents of polytetrafluoroethylene (PTFE) 5, 10 and 15% were prepared. The composites were cross-linked at room temperature. The static and dynamic friction coefficient of composite-steel tribosystems was measured by means of a special test rig with a tribosystem adapted for sliding friction investigation under reciprocation motion. Using the elaborated methodology the stick-slip phenomena occurred in the investigated tribosystems was analysed. The measurements were performed under various unit pressures typical for the sliding guides in cutting machines (0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 MPa). As a reference the static and dynamic characteristics of the steel – steel tribosystem was investigated. On the basis of obtained test results, it was concluded that polytetrafluoroethylene used as a friction modifier improves the tribological properties of the composite. The composite-steel tribosystem shows lower static friction coefficient and reduced stick-slip phenomena than conventional steel-steel tribosystem.

3

Forging tools modification with graphene-like solid lubricant nanoparticles

100%

Leshchynsky V. , Ignatiev M. , Wiśniewska-Weinert H. , Borowski J. , Rybak T. , Dobrovnik I.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

tom Vol. 43, nr 1

341--348

EN

Purpose: Working conditions of forging tools have become severer with the years. To increase their wear and heat resistance the surface of the tool is coated by CVD/PVD methods. Relatively high friction coefficient of coatings results in high friction losses and low durability of coating films due to high shear stress at tool–workpiece interface. That is why improved self-lubricating system should be developed. Combination of modern coatings (nanostructured, nanolayers, nanocomposites, etc.) with self-lubricating tool design and application of solid lubricant MoS2 and WS2 graphene-like nanoparticles is very promising and effective way to solve existing forging tool problems. Design/methodology/approach: Laser micro-machining technology was applied to fabricate the network of micro-channels which serve like reservoirs for encapsulation of solid lubricant nanoparticles into tool body. Wide ranges of tribological tests on T-10 ball-on-disc tester were carried out to define the optimal geometry and network configuration of micro-channels ensuring generation of a lubricious transfer film at the tribological contact. Findings: As a result, increased tool durability and high forging precision could be reached. Analysis of failure mechanisms for different forging tools were carried out. It was found that one of the important reasons of tool wear is a high friction coefficient between treated material and the tool. Graphene-like nanoparticles of MoS2 solid lubricant were produced by Rolling Cleavage Technology. Paper consist SEM, TEM and AFM analysis of applied coatings and solid lubricant particles. Research limitations/implications: The continuous supply to a sliding area of nanoparticles will be for the first time applied to decrease high shear stress at an interface between forging tool and treated material.The next research step will be the transfer of the developed methods of self-lubrication from samples to real cold forging tools. Originality/value: Analysis of failure mechanisms for different forging tools were carried out.