CONTENTS: TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

- Tribo-09v40n4_p001.pdf (77.56 Kb)

Wiesław LESZEK; Jubilee deliberation on tribology: Tribo-09v40n4_p011.pdf (103.08 Kb)
Marek BARA, Władysław SKONECZNY, Sławomir KAPTACZ; Tribological characteristics of a graphite modified Al2O3 coating in sliding contact with polymer composites: Tribo-09v40n4_p023.pdf (316.80 Kb)
Krzysztof DRUET; Wear pattern testing of ceramic coatings under reciprocating sliding: Tribo-09v40n4_p033.pdf (435.40 Kb)
Piotr DUDA, Jerzy CYBO; The influence of blood preparations on tribological properties of the UHMWPE/STOP CoCrMo alloy couple: Tribo-09v40n4_p043.pdf (135.96 Kb)
Zbigniew GAWROŃSKI, Jacek SAWICKI; The influence of modern termo-chemical and abrasive treatments on tribological properties of the surface: Tribo-09v40n4_p051.pdf (544.91 Kb)
Jan GUZIK; Assessment of tribological properties of motor oils: Tribo-09v40n4_p061.pdf (336.63 Kb)
Ewa M. KASPRZYCKA, Jan K. SENATORSKI, Bogdan B. BOGDAŃSKI; Structure and tribological properties of duplex layers of the CrC+(Ni-W) type, produced by means of the vacuum chromizing process together with galvanic treatment: Tribo-09v40n4_p069.pdf (131.14 Kb)
Joanna KORZEKWA, Władysław SKONECZNY; Tribological properties of the Al2O3 layer modified by tungsten disulfide in cooperation with PEEK/BG material: Tribo-09v40n4_p079.pdf (355.03 Kb)
Mirosława KOSMYNINA; The electrolytic system protecting a turing tool against tribological wear: Tribo-09v40n4_p089.pdf (326.61 Kb)
Marcin KOT, Wiesław RAKOWSKI, Krzysztof CZECHOWSKI; Properties of cutting tools with ceramic/ceramic multilayers: Tribo-09v40n4_p103.pdf (224.82 Kb)
Danuta KOTNAROWSKA; The assessment of surface wear of epoxy coatings aged with a potassium hydroxide water solution: Tribo-09v40n4_p113.pdf (186.75 Kb)
Paweł KRASOWSKI; Pressure and capacity force in journal longitudinal bearing lubricated with micropolar oil: Tribo-09v40n4_p125.pdf (179.30 Kb)
Jacek I. ŁUBIŃSKI, Antoni NEYMAN, Jan SIKORA; Evaluation of DLC based coatings resistance to instantaneous damage under sliding friction conditions with distilled water or saline lubrication: Tribo-09v40n4_p139.pdf (299.38 Kb)
Artur OLSZEWSKI, Michał WODTKE; Theoretical tests of hydrodynamic journal bearing with self-aligning spherical support: Tribo-09v40n4_p147.pdf (576.55 Kb)
Dariusz OZIMINA, Monika MADEJ, Andrzej RADZISZEWSKI; Tribological properties of HVOF – sprayed composite: Tribo-09v40n4_p157.pdf (351.25 Kb)
Jacek PRZEPIÓRKA, Marian SZCZEREK; Material-energy forming principles for metal-polymer friction pairs characterisation: Tribo-09v40n4_p167.pdf (139.97 Kb)
Piotr SADOWSKI; Model of the elementary process of abrasive wear: Tribo-09v40n4_p179.pdf (127.24 Kb)
Marian Włodzimierz SUŁEK, Andrzej KULCZYCKI, Anna MAŁYSA; Assessment of lubricity of mixtures of fatty acid methyl esters derived from vegetable oils in fuel oil: Tribo-09v40n4_p189.pdf (119.19 Kb)
Marian Włodzimierz SUŁEK, Tomasz WASILEWSKI, Emilia KLIMASZEWSKA, Marta OGORZAŁEK, Anna BĄK; Alkylpolyglucosides, as surface active compounds, decreasing friction cofficient and wear in tribosystems made from different materials: Tribo-09v40n4_p199.pdf (222.79 Kb)
Marian Włodzimierz SUŁEK, Tomasz WASILEWSKI, Marta OGORZAŁEK, Anna BĄK, Juliusz PERNAK, Filip WALKIEWICZ Tribological characteristics of ionic liquids with ammonium cation: Tribo-09v40n4_p207.pdf (118.81 Kb)
Marian Włodzimierz SUŁEK, Tomasz WASILEWSKI, Marta OGORZAŁEK, Anna BĄK, Przemysław SKRZEK, Juliusz PERNAK, Filip WALKIEWICZ; Tribological properties of selected ionic liquids in the material pairs: steel–PA6 and steel–PMMA: Tribo-09v40n4_p215.pdf (133.61 Kb)
Włodzimierz WALIGÓRA, Michał LIBERA: The consideration about spread of rolling contact fatigue life in light of current theories: Tribo-09v40n4_p223.pdf (224.58 Kb)
Andrzej Szymon WALISZEWSKI, Piotr MICHALAK; Rheological characteristic variations in synthetic engine oils after exploitation: Tribo-09v40n4_p235.pdf (134.01 Kb)
Krzysztof WIERZCHOLSKI, Oliwia ŁUPICKA; Capacity enhancement with friction force diminution in HDD spherical micro-bearing: Tribo-09v40n4_p243.pdf (127.01 Kb)
Krzysztof WIERZCHOLSKI, Andrzej MISZCZAK; Capacity enhancement in HDD conical micro-bearings: Tribo-09v40n4_p251.pdf (250.50 Kb)
Krzysztof WIERZCHOLSKI, Andrzej MISZCZAK; Friction forces in conical intelligent micro-bearings: Tribo-09v40n4_p259.pdf (103.13 Kb)
Mirosław WITASZEK, Kazimierz WITASZEK; The influence of contact pressure, sliding velocity and hardness on dry wear of steel for tyres of rail wheels: Tribo-09v40n4_p267.pdf (296.06 Kb)
Sławomir ZIMOWSKI, Wiesław RAKOWSKI, Łukasz MAJOR; Load capacity of TiN/CrN multilayers coatings in ball-on-disc tribological contact: Tribo-09v40n4_p275.pdf (225.94 Kb)
Sławomir ZIMOWSKI, Wiesław RAKOWSKI, Jerzy MORGIEL, Justyna GRZONKA, Ryszard MANIA; Influence of silicon doping in the (Cr,Si)N/TiN composite coatings on their micromechanical and tribological properties: Tribo-09v40n4_p285.pdf (566.39 Kb)


TRIBOLOGIA TEORIA I PRAKTYKA vXXXIX Nr 4, 2009 (226)




Wiesław LESZEK∗

O TRIBOLOGII ROZWAŻANIA JUBILEUSZOWE

JUBILEE DELIBERATION ON TRIBOLOGY

Słowa kluczowe:

rozwój tribologii, dyscyplina naukowa, atrybuty tarcia, tribologia filozoficzna

Key-words:

tribology development, scientific discipline, friction attributes, philosophical tribology
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Korzystając z jubileuszu Szkół Tribologicznych zaproponowano w artykule rozważenie kilku kwestii, które zwykle, wypierane przez bieżące zadania, umykają uwadze tribologów.
Przedstawiono ewolucję wiedzy o tarciu prowadzącą do wyodrębnienia się tribologii jako samodzielnej dyscypliny naukowej. Przyjęto przy tym dwa założenia wiodące:
1. Nie rozważano kwestii naukowości tribologii, reprezentując pogląd, że nie można mówić o naukowości jakiejś dziedziny działalności; naukowe lub nie mogą być efekty działalności, nie zaś sama ta działalność;
2. Przyjęto również tezę, że ewolucja tribologii wynikała z poznania atrybutów tarcia jako wszechobecnego zjawiska fizycznego i nieustannych wysiłków zmierzających do ograniczenia negatywnych skutków jego działania i w miarę możliwości wykorzystania go jako elementu procesu służącemu dobru człowieka.
W artykule omówiono również zagadnienie, a raczej grupę zagadnień obejmujących zbiór poglądów prezentowanych przez tribologów i konsekwencji tych opinii dla rozwoju tribologii i jej pozycji wśród dyscyplin naukowych. W tej części artykułu rozważono niektóre kwestie metodologiczne tribologii oraz obecny stan jej struktur wewnętrznych.
Przeprowadzone rozważania nawiązują do jubileuszowego charakteru obecnej Szkoły Tribologicznej.

Summary

Thanks to opportunity of Tribology Schools jubilee, in the article are presented the consideration of same issues that usually are driven out by current tasks and escaped tribologiests notice. The friction knowledge evolution leading to single out tribology as self-contain scientific discipline is presented.
Deliberations are based on two assumption:
1. The tribology scientificity issue isn’t deliberated, because author thinks that discipline couldn’t be considered as scientific or not, there are effects of discipline activities that could be considered in such way.
2. Tribology evolution resulted from friction attributes cognition and identification as omnipresent physical phenomenon and from sustained research aiming at limitation of friction negative effects or make the most of friction as the element of controlled process.
The article also presents the issue, or rather group of issues encompasses tribologiests’ views and such views consequences for tribology development and its position among scientific disciplines. In this part of article there are considered same methodological ques- tions of tribology and current state of its interior structure.
The presented deliberations refer to jubilee character of Tribology School.
∗ Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań.
Tribo-09v40n4_p011.pdf (103.08 Kb)



Marek BARA∗, Władysław SKONECZNY∗, Sławomir KAPTACZ∗

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE WARSTWY AL2O3 MODYFIKOWANEJ GRAFITEM W SKOJARZENIU ŚLIZGOWYM Z KOMPOZYTAMI POLIMEROWYMI

TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF A GRAPHITE MODIFIED AL2O3 COATING IN SLIDING CONTACT WITH POLYMER COMPOSITES

Słowa kluczowe:

warstwa tlenkowa, warstwa kompozytowa, tworzywo sztuczne, właściwości tribologiczne

Key-words:

oxide coating, composite coating, plastic, tribological properties

Streszczenie

TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

W pracy przedstawiono właściwości tribologiczne warstw Al2O3 modyfikowanych grafitem. Ceramiczno-grafitowe warstwy powierzchniowe zostały wytworzone na stopie aluminium EN-AW-5251 technologią „duplex” oraz technologią bezpośrednią. Kompozytowe warstwy powierzchniowe poddano skojarzeniu z tworzywami: PEEK, PEEK/BG oraz T5W, wykorzystywanymi do produkcji uszczelnień urządzeń tłokowych. Testy tribologiczne przeprowadzono na testerze T-17 dla ruchu posuwisto-zwrotnego w warunkach tarcia technicznie suchego. W pracy przedstawiono również rezultaty badań stereometrycznych ceramiczno-grafitowych warstw, przed i po teście tribologicznym. Analiza wyników badań tribologicznych została uzupełniona o badania morfologii powierzchni warstw użytych w skojarzeniu ślizgowym.

Summary

The paper presents the tribological properties of Al2O3 coatings modified using graphite in a sliding contact with polymer composites. Ceramic-graphite upper surface layers formed on the aluminium alloy EN-AW-5251 using the duplex technology as well as a direct technology were subjected to a contact with the following materials: PEEK, PEEK/BG and T5W, on a T-17 tester under technically dry friction conditions.
The tests were carried out at a constant unit pressure of 0.5 MPa and at a constant average sliding speed of 0.2 m/s for all the investigated couples. The tests were carried out along a 6 km distance in four stages, after which the polymer wear was measured.
The analysis of the tribological test results has shown a significant reduction of the friction forces and material wear being the result of a modification of the oxide coatings. It has been also found that a modification of polymers with graphite and carbon has a positive impact on their tribological properties, which conditions their application in unlubricated kinematic couples.
∗ Uniwersytet Śląski w Katowicach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec, e-mail:
Tribo-09v40n4_p023.pdf (316.80 Kb)



Krzysztof DRUET∗

BADANIA USZKODZEŃ POWŁOK CERAMICZNYCH WSKUTEK TARCIA ŚLIZGOWEGO W RUCHU POSTĘPOWO-ZWROTNYM

WEAR PATTERN TESTING OF CERAMIC COATINGS UNDER RECIPROCATING SLIDING

Słowa kluczowe:

powłoki ceramiczne, zużycie, metody badań

Key-words:

ceramic coating, wear, testing method
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Badano (wykorzystując mikroskop optyczny oraz skaningowy) morfologię uszkodzeń wybranych powłok ceramicznych (między innymi DLC z dodatkiem wolframu) nakładanych na podłoże stalowe, będących skutkiem tarcia ślizgowego w ruchu postępowo-zwrotnym skojarzenia kula–powierzchnia płaska. Ślady zużycia na kulach, czyli obszary wygładzonych plateau, mają kształt zbliżony do elipsy. Praca, przy zmiennym zwrocie sił stycznych działających na powierzchnię próbek, powodowała pojawianie się uszkodzeń – rys, wyrw, odwarstwień, „przetarć”, pęknięć – również o charakterze zmęczeniowym. Biorąc pod uwagę różnorodność morfologiczną uszkodzeń, proponuje się (w przypadku uszkodzeń powłoki będących skutkiem propagacji pęknięć), klasyfikować je z uwagi na czynniki takie, jak: przyczyna naprężeń wywołujących pęknięcie, charakter pęknięcia, miejsce inicjacji, kierunek propagacji początkowej i dalszej, skutek propagacji pęknięcia itd.

Summary

A ball-on-plate system was used for the investigation of the wear of ceramic coatings. Coated stainless steel balls (Ø 5 mm) were sliding under constant load at a nominal surface pressure of 1,155 GPa on a ceramic coated face of stainless bar moving in a rectilinear reciprocating motion (sliding velocity 0.08 ±0.02 m/s, stroke 40 mm).
Ultra thin coatings were tested, particularly DLC modified with a tungsten additive. Sliding contacts were lubricated either with distilled water or with aqueous solution of NaCl.
The course of wear of the ceramic coating deposited on the specimen was evaluated by means of optical and scanning electron microscope observations. Prime objects for wear testing were the coated surfaces of stainless steel balls. The reciprocating flat counterface was examined as an auxiliary data source.
Wear marks on the balls were elliptical in shape with the longer axis perpendicular to the direction of sliding. In rare cases, circular wear marks were observed.
A variety of wear forms were observed: scratches, cracks, delamination, pits and steel substrate exposure. Some of the observed wear forms could be put down to imperfections in the coating. It is proposed that numerous forms of wear encountered should be classified into wear types in a systematic approach, e.g. based on such factors (in the case of crack propagation involving cases) as cause of crack initiation or crack type (instantaneous or fatigue).
∗ Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk, tel. (0-58) 347-26-93, 698-924-029; fax (0-58) 347-26-93; e-mail:
Tribo-09v40n4_p033.pdf (435.40 Kb)



Piotr DUDA∗, Jerzy CYBO∗

WPŁYW PREPARATÓW KRWI NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE SKOJARZENIA UHMWPE/STOP CoCrMo

THE INLFUENCE OF BLOOD PREPARATIONS ON TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE UHMWPE/STOP CoCrMo ALLOY COUPLE

Słowa kluczowe:

tarcie, zużycie, właściwości tribologiczne, osocze krwi, surowica krwi

Key-words:

friction, wear, tribological properties, blood plasma, blood serum
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Wprowadzenie nowego materiału na implanty długookresowe, a zwłaszcza endoprotezy, powinno być poprzedzone kompleksowymi badaniami – w tym tribologicznymi. Niemożliwe do pominięcia badania eksploatacyjne in vitro materiałów stosowanych na endoprotezy należy przeprowadzić z jak najdokładniejszym odwzorowaniem warunków panujących w zaimplantowanym stawie. Pozwala to na w miarę dokładne określenie zachowania badanego biomateriału w aspekcie długotrwałej eksploatacji w żywym organizmie. Do tej pory nie ma znormalizowanego środka smarującego, jaki powinien być stosowany w tego typu badaniach. Powyższa tematyka jest sporadycznie poruszana w literaturze.
Autorzy dążą do przedstawienia wpływu środków smarujących, w tym osocza krwi zwierzęcej i ludzkiej oraz surowicy krwi ludzkiej, na charakterystyki tribologiczne polimerowo-metalowego węzła tarcia. Wyniki przeprowadzonych eksperymentów ujawniły inny przebieg tych charakterystyk dla preparatów krwi w porównaniu z wodą destylowaną oraz zmiany wartości współczynnika tarcia i intensywności zużywania przy różnych wartościach obciążenia i prędkości ślizgania. Media bazujące na krwi pochodzenia ludzkiego cechowały się większym rozrzutem oraz mniejszą jednoznacznością wyników niż pozostałe środki smarujące. Jest to niekorzystne w przypadku zastosowania czystej postaci tych mediów do badań tribologicznych. Przeprowadzone analizy wskazują na niedoskonałości preparatów krwiopochodnych, ale zarazem ukierunkowują w zakresie poszukiwania cieczy do zastosowań w długotrwałych badaniach tribologicznych in vitro.

Summary

An introduction of a new material for long-term implants, especially for endoprostheses, should be preceded with comprehensive research, including tribological tests. The in vitro operational tests of materials used for endoprostheses, which cannot be skipped, should be performed in conditions reflecting, as far as possible, those present in the implanted joint. This will allow a quite accurate description of the behaviour of the biomaterial tested in the aspect of its long-term life cycle in a living organism. So far, there has been no standard lubricating agent that should be used in this type of tests. The above problems are seldom discussed in the professional literature.
The authors of this paper intend to present the influence of lubricating agents, including the animal and human blood plasma and the human blood serum, on the tribological characteristics of the polymer-metal friction couple. The results of the experiments made have revealed a different course of tribological characteristics of blood preparations compared to those of distilled water as well as changes in the values of the friction coefficient and wear intensity at various loads and sliding speeds. Human blood-based products are characterised with a larger spread and lower explicitness of results than other lubricating agents. It is disadvantageous in the case of applying a pure form of these products for tribological tests. The analyses carried out show imperfections of blood derivative preparations but, at the same time, they dictate the direction of searching for a liquid to be used in long-term tribological in-vitro tests.
∗ Zakład Badań Warstwy Wierzchniej, Katedra Materiałoznawstwa, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec, tel. (032) 36-89-582.
Tribo-09v40n4_p043.pdf (135.96 Kb)



Zbigniew GAWROŃSKI∗, Jacek SAWICKI∗

WPŁYW NOWOCZESNYCH PROCESÓW OBRÓBKI CIEPLNO-CHEMICZNEJ I ŚCIERNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE POWIERZCHNI

THE INFLUENCE OF MODERN THERMO-CHEMICAL AND ABRASIVE TREATMENTS ON TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE SURFACE

Słowa kluczowe:

nawęglanie, szlifowanie, naprężenia własne, wytrzymałość zmęczeniowa

Key-words:

carburizing, grinding, residual stresses, fatigue strength
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W referacie przedstawiono właściwości warstwy wierzchniej uzyskane w procesie nawęglania próżniowego i konwencjonalnego oraz po szlifowaniu ściernicami nowej generacji. Przeanalizowano właściwości użytkowe warstwy wierzchniej (naprężenia własne, mikrotwardość, mikrostrukturę). Określono równocześnie wpływ wyżej wymienionych parametrów na odporność na zużycie i współczynnik tarcia materiału przy ślizganiu. Przeprowadzone badania wykazały, że znacznie korzystniejsze właściwości użytkowe wykazuje technologia nawęglania próżniowego z następującym po nim szlifowaniem ściernicami borazonowymi.

Summary

The properties of the surface layers obtained in the conventional and vacuum carburising processes and after grinding with modern grinding wheels are presented in this paper. Service properties of the surface layers were analysed (residual stresses, microhardness and microstructure). The influences of aforementioned parameters on wear resistance and friction coefficient during sliding were determined. Tests revealed that the process of vacuum carburising followed by CDN grinding gives much better service properties.
∗ Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka, 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 1/15; e-mail:zbigniew.gawronski@p.lodz.pl
Tribo-09v40n4_p051.pdf (544.91 Kb)



Jan GUZIK∗

OCENA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH OLEJÓW SILNIKOWYCH ASSESSMENT OF TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF MOTOR OILS

Słowa kluczowe:

charakterystyka tribologiczna olejów, obciążenie zacierające, zużycie

Key-words:

tribological characteristic of oils, seizing load, wear
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych handlowych olejów silnikowych, świeżych oraz z eksploatacji. Porównano też wyniki dla próbek modelowych z dodatkami przeciwzużyciowymi. Badania wykonano w zmodernizowanym aparacie czterokulowym oraz w maszynie MT-1. Wyznaczono obciążenie zacierające badanych próbek. Dla wybranych olejów zmierzono też zużycie próbek stalowych podczas długotrwałej współpracy węzła maszyny MT-1 smarowanego badanymi olejami. Zużycie próbek stalowych podczas smarowania różnymi olejami porównano na Rys. 4 i 7.
Opisaną procedurę autor uważa za dobrą podstawę do oceny właściwości tribologicznych olejów smarowych.

Summary

Results of tribological properties of fresh and used commercial oils were presented in this article. Effects for model samples with antiwear additives were compared. We used Four Ball Apparatus (FBA) and MT-1 machine for the tests. Seizing load of the samples wear determined. Wear of steel samples for selected oils during prolonged collaboration MT-1 friction pair (lubricated with tests oils) were measured. Wear of steel samples during lubrication process with various oils were compared in the Fig. 4 and 7.
The author considers described procedure as a good basis to assessment of tribological properties lube oils.
∗ Politechnika Radomska, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, ul. Chrobrego 45, 26-600 Radom.
Tribo-09v40n4_p061.pdf (336.63 Kb)



Ewa M. KASPRZYCKA∗,∗∗, Jan K. SENATORSKI∗∗, ∗∗∗, Bogdan B. BOGDAŃSKI∗∗

BUDOWA I WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTW DUPLEX TYPU CrC+(Ni-W), WYTWARZANYCH W PROCESIE CHROMOWANIA PRÓŻNIOWEGO POŁĄCZONYM Z OBRÓBKĄ GALWANICZNĄ

STRUCTURE AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF DUPLEX LAYERS OF THE CrC+(Ni-W) TYPE, PRODUCED BY MEANS OF THE VACUUM CHROMIZING PROCESS TOGETHER WITH GALVANIC TREATMENT

Słowa kluczowe:

warstwy dyfuzyjne, właściwości tribologiczne, chromowanie dyfuzyjne, obróbka galwaniczna

Key-words:

diffusion layers, tribological properties, diffusion chromizing, galvanic treatment
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie W pracy omówiono sposób wytwarzania warstw duplex typu CrC+(Ni-W) na powierzchni stali narzędziowej, stanowiący połączenie procesu chromowania próżniowego z obróbką galwaniczną. Wykonano pomiary grubości warstw, zbadano ich morfologię oraz wyznaczono rozkłady stężeń pierwiastków w strefie dyfuzyjnej tych warstw. Określono właściwości tribologiczne warstw. Stwierdzono, że odporność na zużycie przez tarcie warstw duplex typu CrC+(Ni-W) wytworzonych w procesie chromowania próżniowego na stali pokrytej powłoką elektrolityczną, jest porównywalna z odpornością warstw węglikowych typu CrC, wytwarzanych bez wstępnego osadzania powłoki elektrolitycznej.

Summary

In this paper, duplex layers of the CrC+(Ni-W) type produced on tool steel surface, in combined galvanic and vacuum chromizing processes, are investigated. Studies of layer thickness, their morphology, and concentration depth profiles of elements in diffusion zone of these layers have been carried out. Tribological properties of the layers have been determined. It has been proved, that the wear resistance by friction of duplex layers of the CrC+(Ni-W) type, produced by means vacuum chromizing of steel covered with electrolytic coating, is just as good as carbides layers of the CrC type, produced on the steel surface without electrolytic coatings.
∗ Politechnika Warszawska, Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii, 09-400 Płock, ul. Łukasiewicza 17.
∗∗ Instytut Mechaniki Precyzyjnej, ul. Duchnicka 3, 01-796 Warszawa, tel.: (22) 5602911, fax. (22) 663 43 32, e-mail: ; tel.: (22) 5602943, fax. (22) 663 43 32, e-mail: ; tel.: (22) 5602641, fax. (22) 5602922, e-mail:
∗∗∗ Politechnika Radomska, Wydział Materiałoznawstwa i Technologii Obuwia, Katedra Technologii i Materiałoznawstwa, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
Tribo-09v40n4_p069.pdf (131.14 Kb)



Joanna KORZEKWA∗, Władysław SKONECZNY∗

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTWY AL2O3 MODYFIKOWANEJ DWUSIARCZKIEM WOLFRAMU WE WSPÓŁPRACY Z TWORZYWEM PEEK/BG

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE AL2O3 LAYER MODIFIED BY TUNGSTEN DISULFIDE IN COOPERATION WITH PEEK/BG MATERIAL

Słowa kluczowe:

właściwości tribologiczne, powłoka tlenkowa, dwusiarczek wolframu

Key-words:

tribological properties, oxide coating, tungsten disulfide
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Praca poświęcona jest badaniom zużycia tribologicznego warstw Al2O3 modyfikowanych dwusiarczkiem wolframu w skojarzeniu z tworzywem PEEK/BG. Wyniki badań tribologicznych obejmują pomiary oporów ruchu (określenie współczynnika tarcia ww. węzła), przeprowadzone na maszynie badawczej T-17. W pracy przedstawiono również analizę pomiarów stereometrycznych, wykonanych przed i po teście tribologicznym. W ramach badań tribologicznych w pracy przedstawiono również wyniki zużycia tworzywa PEEK/BG przeprowadzone metodą wagową.
Otrzymane wyniki potwierdzają możliwość polepszenia właściwości tribologicznych skojarzenia ślizgowego Al2O3 – PEEK/BG poprzez wprowadzenie proszku WS2 do elektrolitu.

Summary

In this article, the authors pay attention to the tribological behaviours of Al2O3 layers modified by tungsten disulfide powder. Oxide layers of Al2O3/WS2 were obtained by using hard anoding treatment in multicomponent electrolyte of sulphuric acid, oxalic acid and phthalic acid with 10, 20 and 30 g/l WS2 addition. PEEG/BG material was the tribological partner for the Al2O3/WS2 ceramics layer in reciprocating motion, under lubricant free friction conditions. Measurements were made with a T17 tribological tester. The results of the friction coefficient for the sliding couple and wear intensity of the PEEK/BG material are presented. The geometrical structures of the layers of Al2O3/WS2 surface before and after tribological interaction were measured using a Talysurf 3D Taylor Hobson profilograph.
The obtained results indicate the following:
- There is a possibility to improve the tribological properties of Al2O3 layers through the WS2 powder addition to the electrolyte.
- Decreasing of the roughness of the counter-specimen after tribological interaction is the result of applied sliding film and also the amount WS2 powder that was put to the electrolyte.
∗ Uniwersytet Śląski, Katedra Materiałoznawstwa, 41-200 Sosnowiec, ul. Śnieżna 2, e-mail:
Tribo-09v40n4_p079.pdf (355.03 Kb)


Mirosława KOSMYNINA∗

UKŁAD ELEKTROLITYCZNY ZABEZPIECZAJĄCY NÓŻ TOKARSKI PRZED ZUŻYCIEM TRIBOLOGICZNYM

THE ELECTROLYTIC SYSTEM PROTECTING A TURNING TOOL AGAINST TRIBOLOGIC WEAR

Słowa kluczowe:

obwód elektryczny, procesy elektrochemiczne, woltamperometria liniowa, stałoprądowa

Key-words:

electric circuit, electrochemical processes, voltammetry: linear, constant current
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Dla zabezpieczenia zużycia tribologicznego noża tokarskiego podczas jego pracy zastosowano dodatkowy obwód elektrolityczny z kontrolowanymi procesami elektrochemicznymi. Omówiono warunki pracy kontrolowanego układu elektrolitycznego z osadzaniem powłoki niskotarciowej (cynku). Parametry pracy układu elektrolitycznego wyznaczono w badaniach metodą woltamperometrii liniowej, stałoprądowej. Zastosowanie niezależnego i współpracującego z układem skrawania układu elektrolitycznego pozwoliło zwiększyć okres eksploatacji noża tokarskiego, przy zadanym, trzykrotnym współczynniku synergizmu technologii.

Summary

To protect the tribologic wear of a turning tool an additional electrolytic circuit with controlled electrochemical processes was applied. The conditions of the work of the controlled electrolytic system with the depositing of the low frictional coating are discussed. The parameters of the work of the electrolytic system were defined in investigations of linear, constant-current voltammetry. The use of the independent electrolytic system allows for the enlargement of the period of the exploitation of the turning tool, for the set of technological synergism coefficients.
∗ Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, ul. Krasickiego 54, 26-600 Radom, tel.: (48) 361-76-28.
Tribo-09v40n4_p089.pdf (326.61 Kb)



Marcin KOT∗, Wiesław RAKOWSKI∗, Krzysztof CZECHOWSKI∗∗

WŁAŚCIWOŚCI NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH Z WIELOWARSTWOWYMI POWŁOKAMI TYPU CERAMIKA/CERAMIKA

PROPERTIES OF CUTTING TOOLS WITH CERAMIC/CERAMIC MULTILAYERS

Słowa kluczowe:

powłoki wielowarstwowe ceramiczne, narzędzia skrawające, twardość, zużycie

Key-words:

ceramic multilayers, cutting tools, hardness, wear
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań mikromechanicznych i tribologicznych powłok wielowarstwowych typu ceramika–ceramika nałożonych na płytki skrawające WC-Co. Badano multiwarstwy TiAlN/TiN oraz TiAlN/CrN o grubości pojedynczych podwarstw 60 nm. Powłoki były wytworzone metodą łukowo-plazmową. Dla porównania dołączono komercyjną płytkę z powłoką TiAlSiN oraz płytkę bez powłoki. Przeprowadzono pomiary właściwości mikromechanicznych oraz tribologicznych w styku kula–tarcza. Przeprowadzono także testy eksploatacyjne ostrzy skrawających podczas toczenia utwardzonej stali NC6. Obydwie z proponowanych multiwarstw TiAlN/TiN i TiAlN/CrN podnoszą odpowiednio 3,1 i 1,4 razy trwałość ostrzy skrawających w stosunku do ostrza WC-Co bez powłoki. Trwałość ich jest także wyższa od trwałości ostrza z powłoką TiAlSiN, dostępnego na rynku.

Summary

Cutting tools for High Speed Machining (HSM) work under high stress and in high temperature. Additional machining processes are lead without cutting fluids that cause significant wear on the tool rake face. These high mechanical and thermal loads demand cutting tools with new kinds of coatings like ceramic/ceramic multilayers. Tested ceramic multilayers, TiAlN/TiN and TiAlN/CrN, have been deposited using cathodic arc plasma evaporation on WC-Co inserts. Commerce tools with a TiAlSiN coating and WC-Co without coating were tested for comparison with proposed new materials. TiAlN/TiN and TiAlN/CrN coatings have a hardness of 36 and 32 GPa, respectively. Low mismatch of lattice parameters especially for TiN and TiAlN can cause strengthening of the TiAlN/TiN multilayer, giving high hardness and wear resistance. Scratch tests confirm the very good multilayer coatings-substrates adhesion. Cutting test were done by the turning of quenched NC6 tool steel. Both multilayers TiAlN/TiN and TiAlN/CrN give rise of tool life over 3 and 1.4 times, respectively, in comparison with uncoated inserts. The durability of tools with multilayers is higher than commercial tool with TiAlSiN. Presented results show the high potential of multilayers as a new kind of coating for HSM of hardened steels.
∗ Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-065 Kraków, al. Mickiewicza 30, e-mail:
∗∗ Instytutu Zaawansowanych Technologii Wytwarzania w Krakowie, 30-011 Kraków, ul. Wrocławska 37A.
Tribo-09v40n4_p103.pdf (224.82 Kb)



Danuta KOTNAROWSKA∗

OCENA ZUŻYCIA POWIERZCHNI POWŁOK EPOKSYDOWYCH STARZONYCH WODNYM ROZTWOREM WODOROTLENKU POTASU

THE ASSESSMENT OF SURFACE WEAR OF EPOXY COATINGS AGED WITH A POTASSIUM HYDROXIDE WATER SOLUTION

Słowa kluczowe:

powłoki epoksydowe, starzenie, porowatość, pękanie, erozja, chropowatość powierzchni

Key-words:

epoxy coating, ageing, coating porosity, cracking, erosive wear, surface roughness
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Niniejszy artykuł dotyczy oceny wpływu starzenia wodnym 20% roztworem wodorotlenku potasu na zużycie powierzchni powłok epoksydowych. Powłoki epoksydowe w wyniku starzenia ulegają destrukcji chemicznej w postaci utleniania oraz degradacji tworzywa epoksydowego. Zachodzi również destrukcja fizyczna powłok w wyniku: pękania, wzrostu porowatości powłok oraz zwiększenia chropowatości jej warstw powierzchniowych

Summary

The paper concerns the assessment of the influence of ageing with a 20% potassium hydroxide water solution on the wear of an epoxycoated surface. FTIR and X-ray examination proved intensive oxidation of the surface layers of aged coatings. Chemical structure destruction of aged coatings caused an increase of glass transition temperature Tg.
As the effect of ageing, the hardness decrease of the surface layers of coatings was noticed. Moreover, oxidised surface layers showed a decreased cohesion of coating constituents. As a result of pigments and fillers released from the coating structure, craters developed on the coating surface.
This essentially influenced the roughness increase of aged coatings, the more with the longer time of aggressive medium action. For example, roughness parameter Ra for 1080 h ageing increased more than 35 times. Roughness parameter Rz and waviness parameter Wt are subjected to fewer changes in all periods of ageing. Parameter Rz (equal 0.5 µm for unaged coating) increased more than twice for 1080 h ageing.
However, coating waviness for the same ageing period increased over five times, i. e. from Wt = 1.15 µm for unaged coating to Wt = 6.03 µm for the coating aged for 1080 h.
Ageing changes of coating structures also contributed to the increase of coating porosity. After 1080 h of ageing, the pore volume increased by 59%. Moreover, cracks development was stated on coating surface as the result of pore consolidation.
As a result of ageing, epoxy coating resistance to erosive action of alundum particles decreased, which was proved by more than twice the increase of their erosive wear intensity after ageing for 1080 h.
∗ Politechnika Radomska, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, ul. Chrobrego 45, 26-600 Radom.
Tribo-09v40n4_p113.pdf (186.75 Kb)



Paweł KRASOWSKI∗

CIŚNIENIE I NOŚNOŚĆ WZDŁUŻNEGO ŁOŻYSKA ŚLIZGOWEGO SMAROWANEGO OLEJEM MIKROPOLARNYM

PRESSURE AND CAPACITY FORCE IN JOURNAL LONGITUDINAL BEARING LUBRICATED WITH MICROPOLAR OIL

Słowa kluczowe:

smarowanie mikropolarne, wzdłużne łożysko ślizgowe, ciśnienie, nośność

Key-words:

micropolar lubrication, journal longitudinal bearing, hydrodynamic pressure, capacity force
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W referacie omówiono i przedstawiono rozwiązanie numeryczne równania Reynoldsa opisującego laminarny, stacjonarny przepływ czynnika smarującego o strukturze mikropolarnej w szczelinie wzdłużnego łożyska ślizgowego. Założono stałą gęstość oraz lepkości dynamiczne charakteryzujące olej mikropolarny. Punktem wyjścia są równania pędu, momentu pędu oraz równanie ciągłości przepływu, skąd otrzymano równanie Reynoldsa. Wyniki są przedstawione w postaci rozkładu ciśnienia, jego wartości maksymalnej oraz nośności w zależności od wartości liczby sprzężenia N i bezwymiarowej długości Λ1 cieczy mikropolarnej. Prezentowane wyniki przedstawione są w postaci charakterystyk bezwymiarowych i porównane z rozwiązaniem dla oleju newtonowskiego.

Summary

This paper presents the results of the numerical solution for the Reynolds equation for laminar, steady oil flow in a slide plane bearing gap. Lubrication oil is fluid with micropolar structure. Materials engineering and tribology development helps to introduce oils with a compound structure (together with micropolar structure) as lubricating factors. Exploitation requirements incline designers to use special oil refining additives, to change viscosity properties. As experimental studies show, most of the refining lubricating fluids can be included as fluids of non-Newtonian properties with microstructure. In modelling properties and structures of micropolar liquid, one can introduce a dimensionless parameter within the terminal chance conversion of a micropolar liquid to a Newtonian liquid. The results are shown on diagrams of hydrodynamic pressure and capacity forces in dimensionless form in dependence on coupling number N2 and the characteristic dimensionless length of micropolar fluid Λ1. Presented calculations are limited to isothermal models of bearing with infinite breadth.
∗ Akademia Morska, Wydział Mechaniczny, ul. Morska 81-87, 81-225 Gdynia.
Tribo-09v40n4_p125.pdf (179.30 Kb)



Jacek I. ŁUBIŃSKI∗, Antoni NEYMAN∗, Jan SIKORA∗

OCENA ODPORNOŚCI POWŁOK NA BAZIE DLC NA DORAŹNE USZKODZENIE W WARUNKACH TARCIA ŚLIZGOWEGO ZE SMAROWANIEM WODĄ I SOLĄ FIZJOLOGICZNĄ

EVALUATION OF DLC BASED COATINGS RESISTANCE TO INSTANTANEOUS DAMAGE UNDER SLIDING FRICTION CONDITIONS WITH DISTILLED WATER OR SALINE LUBRICATION

Słowa kluczowe:

powłoki ceramiczne, zużycie, metody badań, DLC, smarowanie wodą, smarowanie płynami ustrojowymi

Key-words:

ceramic coatings, wear, test methods, DLC, water lubrication, body fluid lubrication
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W ramach programu badawczego właściwości tribologicznych cienkich powłok ceramicznych na bazie DLC (Diamond – Like – Carbon) wykorzystywanych w konforemnych skojarzeniach ślizgowych wykonano testy odporności na zużycie. Jako obszar docelowy wykorzystania badań w technice przyjęto łożyska ślizgowe smarowane wodą oraz zastosowania biomedyczne. Ze względu na te założenia wykorzystano jako podłoże stal nierdzewną ulepszaną cieplnie, a jako środki smarowe zastosowano wodę destylowaną oraz sól fizjologiczną do wlewów dożylnych. Do badań wykorzystano dwie odmiany powłoki – niemodyfikowane DLC oraz DLC modyfikowane domieszką wolframu.
W trakcie opisywanych badań wykonano serię testów w celu wyznaczenia granicznych warunków wymuszenia, zdefiniowanego jako średnie naciski powierzchniowe oraz prędkość ślizgania, po przekroczeniu których następuje gwałtowne zniszczenie powłoki. Na podstawie wyników pomiarów opracowano aproksymowane charakterystyki granicznych wymuszeń w układzie p – v oraz pokrewnych dla badanych materiałów, smarów i zakresu parametrów wymuszenia.

Summary

As a result of research on the evaluation of tribological properties of ultra thin DLC based ceramic coatings in flat sliding contacts lubricated with distilled water or saline a series of instantaneuos damage resistance tests was carried out. The research was targeted at water lubricated bearings and bio – medical applications, thus DLC coatings were deposited on annealed stainless steel substrate. Two types of coatings were used: hydrogenated unmodified DLC and tungsten modified DLC (DLC – W). In the paper results are presented of tests carried out to determine the p – v input parameters envelope for both coatings and both lubricants dividing mild wear of coatings from instantaneous damage leading to intense delamination of the coating. Results are given in the form of approximated boundary condition curves.
∗ Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk.
Tribo-09v40n4_p139.pdf (299.38 Kb)



Artur OLSZEWSKI∗, Michał WODTKE∗

BADANIA TEORETYCZNE ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH PODPARTYCH NA CZASZY KULISTEJ

THEORETICAL TESTS OF HYDRODYNAMIC JOURNAL BEARING WITH SELF-ALIGNING SPHERICAL SUPPORT

Słowa kluczowe:

łożysko hydrodynamiczne, łożysko poprzeczne, samonastawność, czasza kulista, badania teoretyczne, metoda elementów skończonych

Key-words:

hydrodynamic bearing, journal bearing, self-alignment, spherical support, theoretical model, FEM
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Podparcie łożysk ślizgowych na czaszy kulistej umożliwia uzyskanie równoległości czopa wału względem powierzchni ślizgowej łożyska. Rozwiązanie tego typu jest często spotykane w maszynach o znacznych gabarytach, w których trudno zapewnić idealne osiowanie wszystkich gniazd łożyskowych. W pracy przedstawiono metodykę badań teoretycznych i doświadczalnych łożysk ślizgowych podpartych na czaszy kulistej. Badania teoretyczne prowadzono z wykorzystaniem programu komputerowego MES oraz programu wyznaczającego charakterystyki filmu olejowego. W celu opisu systemu tribologicznego łożysko–podpora stworzono trójwymiarowy model MES łożyska i gniazda. W czasie badań analizowano wpływ wielu czynników mogących ułatwiać lub utrudniać samonastawność, takich jak luz pomiędzy kulą a gniazdem, wpływ współczynnika tarcia, geometrię gniazda itp. Wyniki badań są aktualnie weryfikowane na specjalnie do tego celu zmodernizowanym stanowisku badawczym.

Summary

A new concept of a hydrodynamic bearing computer model with selfaligning spherical support is presented in the paper. It takes into account the interaction between the bearing and spherical support. The model is composed of two modules. The first module is used for calculating hydrodynamic pressure distribution, and the second one (FEM module) describes the tribological characteristics of the spherical support of the bearing. During the simulations, both bearing geometry and spherical support geometry were changed. Several bearings were tested, varying clearance, length and preload. Different spherical seats were also studied, varying clearance and friction coefficient. The influence of the groove in the bearing shell sliding surface on tribological behaviour was also investigated. The proposed computer model offers an efficient design stage simulation of the behaviour of a sliding bearing in a spherical support. The model is being verified during experimental tests in a modernised test rig.
∗ Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk, tel.: (58) 347 26 93, fax.: (58) 347 27 42, e-mail: ; tel.: (58) 347 25 84, fax.: (58) 347 27 42, e-mail:
Tribo-09v40n4_p147.pdf (576.55 Kb)



Dariusz OZIMINA∗, Monika MADEJ∗, Andrzej RADZISZEWSKI∗∗

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE POWŁOK KOMPOZYTOWYCH OTRZYMYWANYCH METODĄ NADDŹWIĘKOWĄ HVOF

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF HVOF – SPRAYED COMPOSITE

Słowa kluczowe:

HVOF, materiały kompozytowe, powłoki przeciwzużyciowe, zużycie tribologiczne

Key-words:

HVOF, composite materials, antiwear additives, wear
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok niklowych oraz kompozytowych nanoszonych sposobem naddźwiękowym – HVOF z proszków Ni, Ni-SiC, Ni-TiN oraz Ni-Al2O3 na podłożu ze stali C45. Sposób doboru takich materiałów ceramicznych podyktowany został ich budową wiązań chemicznych, odpowiednio kowalencyjnym, metalicznym i jonowym, a w związku z tym różną aktywnością podczas tarcia. Podstawowym celem pracy było określenie charakteru oddziaływań tribochemicznych dodatków przeciwzużyciowych – AW typu ZDTP na uzyskane powłoki. Powłoki poddano obserwacjom mikroskopowym na elektronowym mikroskopie skaningowym SEM. Badania tribologiczne zrealizowano dzięki użyciu testera tribologicznego T-01M w warunkach tarcia technicznie suchego i granicznego. Jako substancje smarowe zastosowano mineralną bazę olejową oraz mineralną bazę olejową z 1% dodatkiem ZDTP. Analiza porównawcza właściwości wytworzonych powłok niklowych i kompozytowych, potwierdziła zróżnicowaną aktywność tribochemiczną, decydującą o efektywności tribologicznej powstających podczas tarcia przeciwzużyciowych warstw powierzchniowych.

Summary

This paper presents the results of the research on nickel and composite coatings formed by High Velocity Oxygen Fuels Thermal Spray Process - HVOF from the Ni, Ni-SiC, Ni-TiN and Ni-Al2O3 powders on steel C45. The coatings are produced from commercial and synthesised powder materials. Their morphology and the structure of the coatings were imaged with a scanning electron microscope (SEM/EDS). The wear resistance and friction coefficient of the composite coatings were determined by a T-01M, a ball-disc tester. The tests were realised for technically dry friction and boundary lubrication in model lubricants: oil bases and oil bases with antiwear additives – 1% mass; ZDTP, during technically dry friction and boundary lubrication in model lubricants; oil bases and oil bases with antiwear additives AW. The analyses of the tribological tests confirm that the kind of chemical assimilate in fact had a determination on the properties.
∗ Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Al. 1000-Lecia PP 7, 25-314 Kielce.
∗∗ RESURS, ul. Czarodzieja 12, 03-116 Warszawa.
Tribo-09v40n4_p157.pdf (351.25 Kb)



Jacek PRZEPIÓRKA∗, Marian SZCZEREK∗∗

MATERIAŁOWO-ENERGETYCZNE PODSTAWY KSZTAŁTOWANIA CHARAKTERYSTYK TRIBOLOGICZNYCH UKŁADU METAL-POLIMER

MATERIAL-ENERGY FORMING PRINCIPLES FOR METAL-POLYMER FRICTION PAIRS CHARACTERISATION

Słowa kluczowe:

poliamid, powłoka PVD, modyfikacja, tarcie, zużycie

Key-words:

polyamide, PVD thin coating, modification, friction, wear
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W artykule przedstawiono metodę zwiększania trwałości polimerowo-metalowych węzłów tarcia. Badania procesów występujących w polimerowo-metalowych węzłach tarcia dowodzą, że współpraca cienkiej polimerowej powłoki z powierzchnią metalową pokrytą powłoką o odmiennych od metalu właściwościach fizykochemicznych pozwala na wyeliminowanie wielu niekorzystnych zjawisk i znaczące złagodzenie negatywnych skutków procesu tarcia.

Summary

The paper presents a new method for increasing of service life of the metal-polymer friction pair. The investigation of the processes occurring in polymer/metal friction pairs proves that the interaction of thin polymer coating with metal surface covered by a coating having other physicochemical properties enables the elimination of numerous drawbacks, thus, significantly reducing the negative consequences of the friction process.
∗ Politechnika Radomska, Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
∗∗ Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, ul. Krasickiego 54, 26-600 Radom.
Tribo-09v40n4_p167.pdf (139.97 Kb)



Piotr SADOWSKI∗

MODEL ELEMENTARNEGO PROCESU ZUŻYWANIA ŚCIERNEGO

MODEL OF THE ELEMENTARY PROCESS OF ABRASIVE WEAR

Słowa kluczowe:

zużywanie ścierne, cząstka zużycia, praca tarcia

Key-words:

abrasive wear, wear particle, friction work
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W pracy przyjęto model geometryczny ścierania metali ziarnem w kształcie stożka. Dla powyższego założenia określono sposób wyznaczania geometrii cząstek zużycia oraz związanych z nimi porcji energii mechanicznej. Uwzględniono pracę tarcia, twardość materiału, obciążenie normalne pary tarciowej, liniową intensywność zużywania, wymiary powierzchni nominalnej styku ciał oraz współczynnik sprawności zużywania. Przytoczono wybrane przykłady obliczeń charakterystyk geometrycznych i energetycznych cząstek zużycia dla mechanizmu zużywania ściernego metali.

Summary

The work assumed a geometric model of metal abrasion with a coneshaped grain. This assumption was used to define a method to calculate wear particle geometry and connect them with portions of mechanical energy. Friction work, the hardness of material, the standard load of the friction pair, the linear intensity of wear, the size of the nominal surface of object contact, and the coefficient of the efficiency of wear were all taken into account. Selected examples of calculations of geometric and energy characteristics wear particles for abrasive wear mechanism of metals are given.
∗ Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy Maszyn. 26-600 Radom, ul. Krasickiego 54.
Tribo-09v40n4_p179.pdf (127.24 Kb)


Marian Włodzimierz SUŁEK∗1, Andrzej KULCZYCKI∗∗, Anna MAŁYSA∗

OCENA SMARNOŚCI MIESZANIN ESTRÓW METYLOWYCH KWASÓW TŁUSZCZOWYCH OTRZYMYWANYCH Z OLEJÓW ROŚLINNYCH W OLEJU NAPĘDOWYM

ASSESSMENT OF LUBRICITY OF MIXTURES OF FATTY ACID METHYL ESTERS DERIVED FROM VEGETABLE OILS IN FUEL OIL

Słowa kluczowe:

olej napędowy, współczynnik tarcia, smarność, zużycie, biopaliwa, estry metylowe kwasów tłuszczowych, biokomponenty

Key-words:

diesel fuel, friction coefficient, lubricity, wear, biofuels, fatty acid methyl esters, biocomponents
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Przedstawione rezultaty badań są częścią programu badawczego, w którym dokonano optymalizacji składu kompozycji oleju napędowego z dodatkami estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME – Fatty Acid Methyl Esters) otrzymanych z olejów roślinnych, które znalazłyby zastosowanie jako ekologiczne paliwa do silników z zapłonem samoczynnym (diesla). Jako potencjalne dodatki modyfikujące właściwości smarne oleju napędowego zaproponowano roztwory mieszanin FAME. Dla wytypowanych kompozycji biopaliw wykonano badania tribologiczne, z wykorzystaniem aparatu realizującego ruch posuwisto-zwrotny kulki po płaszczyźnie z wysoką częstotliwością (HFRR – High Frequency Reciprocating Ring – Ball-on-Flat). Badania prowadzone były dla: skojarzenia materiałowego stal–stal i styku skoncentrowanego. Właściwości tribologiczne określono przez: opory ruchu, zużycie i stopień pokrycia filmem smarnym. Celem przeprowadzonych badań było podjęcie próby otrzymania korelacji między mierzonymi wielkościami charakteryzującymi tarcie a udziałem procentowym biododatków w oleju napędowym. Wykazano, że już przy 10% udziale dodatku mieszaniny FAME z oleju rzepakowego z FAME z oleju słonecznikowego w stosunku 1:1 w oleju napędowym, współczynnik tarcia maleje o ok. 30%, a zużycie zmniejsza się prawie dwukrotnie względem oleju napędowego, co może być wynikiem wzrostu trwałości filmu smarnego.

Summary

The results presented are a part of the research program aimed at the optimisation of diesel fuel containing fatty acid methyl esters (FAME) derived from vegetable oils. The esters could be applied as an ecological fuel for diesel engines. FAME solutions were proposed as additives modifying the lubricity of diesel fuel. For the bio-diesels selected, tribological tests using high frequency reciprocating ring ball-on-flat apparatus were performed. The tests were carried out for steel-steel and concentrated contact. The tribological properties are described as motion resistance and the level of coverage by the lubricating film. The purpose of the research was to determine the correlation between the friction characteristics measured and the content of bio-additives in diesel fuel. It was proved that, at 10% content of the mixtures, the friction coefficient was reduced by 20% and wear was reduced 2-fold, as compared to diesel oil. This can be a result of an increase of the durability of the lubricating film.
∗ Politechnika Radomska, Katedra Chemii, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom, tel./fax. (048)361-75-89,
∗∗ Instytut Paliw i Energii Odnawialnej, ul. Jagiellońska 55, 03-301 Warszawa, tel. (022)510-02-00,
Tribo-09v40n4_p189.pdf (119.19 Kb)



Marian Włodzimierz SUŁEK∗, Tomasz WASILEWSKI∗, Emilia KLIMASZEWSKA∗, Marta OGORZAŁEK∗, Anna BĄK∗

ALKILOPOLIGLUKOZYDY, JAKO AKTYWNE POWIERZCHNIOWO ZWIĄZKI, OBNIŻAJĄCE OPORY RUCHU I ZUŻYCIE W RÓŻNYCH SKOJARZENIACH MATERAIAŁOWYCH

ALKYLPOLYGLUCOSIDES, AS SURFACE ACTIVE COMPOUNDS, DECREASING FRICTION COEFFICIENT AND WEAR IN TRIBOSYSTEMS MADE FROM DIFFERENT MATERIALS

Słowa kluczowe:

współczynnik tarcia, zużycie, substancje smarowe, surfaktanty

Key-words:

friction coefficient, wear, lubricants, surfactants
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Jako dodatki poprawiające właściwości smarne wody zaproponowano alkilopoliglukozydy (APG). Wykorzystano dwa rodzaje alkilopoliglukozydów różniące się długością łańcucha alkilowego i stopniem polimeryzacji. Badania tribologiczne wodnych roztworów APG przeprowadzono na testerze T-11 ze skojarzeniem kulka–tarcza. Kulki wykonane były ze stali, a tarcze ze: stali, tlenku aluminium, tlenku cyrkonu, poliamidu i polimetakrylanu metylu. Dodatek APG poprawia właściwości smarne wody, przy czym względne obniżenie oporów ruchu i zużycia zależy zarówno od rodzaju skojarzenia materiałowego, jak i rodzaju alkilopoliglukozydu. Uzyskane wyniki badań tribologicznych korelowano z ich aktywnością, której miarą była zwilżalność par ciernych przez roztwory.

Summary

As additives improving water lubricity alkyl polyglucosides (APGs) were proposed. Two APGs having alkyl chains of various lengths and various polymerization degree were tested. The tribological tests were performed using a ball-on-disc tester. The balls were made of steel, the discs of alumina, zirconia, polyamide, and polymethyl-methacrylate. Addition of APG improves water lubricity. The decrease of motion resistance and wear depends on the material of the tribosystem and the type of APG. The results of tribological tests were correlated with activity of APG measured as the wettability of the friction couples by the solutions.
∗ Politechnika Radomska, Katedra Chemii, Zakład Chemii Fizycznej i Nieorganicznej, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
Tribo-09v40n4_p199.pdf (222.79 Kb)


Marian Włodzimierz SUŁEK∗, Tomasz WASILEWSKI∗, Marta OGORZAŁEK∗, Anna BĄK∗, Juliusz PERNAK∗∗, Filip WALKIEWICZ∗∗

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE CIECZY JONOWYCH ZAWIERAJĄCYCH KATION AMONIOWY

TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF IONIC LIQUIDS WITH AMMONIUM CATION

Słowa kluczowe:

ciecze jonowe, współczynnik tarcia, zużycie, zacieranie, zatarcie

Key-words:

Ionic liquids, friction coefficient, wear, scuffing, seizure
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

W poszukiwaniu nowych aktywnych baz olejowych wskazano na ciecze jonowe, które występują w temperaturach „pokojowych” w stanie ciekłym. Mają one wiele interesujących właściwości, które mogą wpłynąć na niezawodność (właściwości przeciwzatarciowe) i trwałość (właściwości przeciwzużyciowe) układów tribologicznych. Wykonano dwa rodzaje testów: zatarciowe z liniowym narostem obciążenia (T02) oraz przy stałym obciążeniu (T11) dla dwóch rodzajów cieczy jonowych 1,2,4-triazolanu didecylodimetyloamoniowego ([124TA][DMA]) i 1,2,4-triazolanu benzalkonio- wego ([124TA][BA]) oraz oleju parafinowego, który stanowi ich medium odniesienia. Z uzyskanych rezultatów wynika, że ciecze jonowe jako bazy w większym stopniu wpływają na zdolność układu do przeciwdziałania zacieraniu niż na obniżenie oporów ruchu i zużycia.

Summary

Ionic liquids which are liquids at room temperatures were chosen as new active base oils. They have lots of interesting properties which can affect in reliability and permanence of tribological systems. Two types of tests were carried out: automatic, continuous increasing of the load during the run (four-ball testing machine) and with constant load (ball – on – disc tester) for two types of ionic liquids 1,2,4-triazolan didecyldimethyloammonium ([124TA][DMA]) and 1,2,4-triazolan benzalkonium ([124TA][BA]). What is more paraffinic liquid was tested as a model base oil.
It can be stated that ionic liquids as base oils have better characteristics according to extreme pressure properties rather than lowering wear and motion resistance.
∗ Politechnika Radomska, Katedra Chemii, Zakład Chemii Fizycznej i Nieorganicznej, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
∗∗ Politechnika Poznańska, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Zakład Technologii Chemicznej, pl. Skłodowskiej-Curie 2, 60-965 Poznań.
Tribo-09v40n4_p207.pdf (118.81 Kb)



Marian Włodzimierz SUŁEK∗, Tomasz WASILEWSKI∗, Marta OGORZAŁEK∗, Anna BĄK∗, Przemysław SKRZEK∗, Juliusz PERNAK∗∗, Filip WALKIEWICZ∗∗

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WYBRANYCH CIECZY JONOWYCH W SKOJARZENIACH MATERIAŁOWYCH: STAL–PA6 I STAL–PMMA

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF SELECTED IONIC LIQUIDS IN THE MATERIAL PAIRS: STEEL–PA6 AND STEEL–PMMA

Słowa kluczowe:

ciecze jonowe, współczynnik tarcia, zużycie

Key-words:

Ionic liquids, friction coefficient, wear
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Jednym z kierunków poszukiwań nowych baz substancji smarowych lub dodatków do baz są ciecze jonowe. Rekomendowane są one jako należące do tzw. „zielonej chemii”. Ciecze te osiągają temperaturę topnienia rzędu „temperatur pokojowych”.
W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych w skojarzeniu: stalowa kulka–tarcza wykonana alternatywnie z: poliamidu 6 oraz polimetakrylanu (Tester T-11). Wyznaczono współczynnik tarcia i profile zużycia w warunkach tarcia suchego i w obecności: wody, oleju parafinowego oraz dwóch rodzajów cieczy jonowych. Stwierdzono, że ciecze jonowe charakteryzują się niskimi oporami ruchu i zużyciem porównywalnymi z olejem parafinowym, który jest stosowany jako standardowa baza. W związku z tym można postulować, że ciecze jonowe mogą być traktowane jako nowy rodzaj bazy substancji smarowych.

Summary

Ionic liquids are one of novel substances used as bases of lubricating oils or as additives. They are among so called “green chemistry” group of substances. Melting point of ionic liquids occurs at room temperatures.
Authors present research results of tribological tests at ball – on – disc tester. Balls were made of steal and discs alternatively: polyamide 6 and poly(methyl methacrylate) (PMMA).
Wear profiles and friction coefficients were researched during dry friction and in presence of water, paraffinic oil and two types of ionic liquids. According to paraffinic oil which is standard base oil ionic liquids have low motion resistance and wear. That is why it can be stated that ionic liquids can be treated as new type of base oils.
∗ Politechnika Radomska, Katedra Chemii, Zakład Chemii Fizycznej i Nieorganicznej, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
∗∗ Politechnika Poznańska, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Zakład Technologii Chemicznej, pl. Skłodowskiej-Curie 2, 60-965 Poznań.
Tribo-09v40n4_p215.pdf (133.61 Kb)



Włodzimierz WALIGÓRA∗, Michał LIBERA∗

ROZWAŻANIA O ROZRZUCIE POWIERZCHNIOWEJ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ W ŚWIETLE AKTUALNYCH TEORII

THE CONSIDERATION ABOUT SPREAD OF ROLLING CONTACT FATIGUE LIFE IN LIGHT OF CURRENT THEORIES

Słowa kluczowe:

rozrzut powierzchniowej trwałości zmęczeniowej

Key-words:

spread of rolling contact fatigue life
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Praktyka badawcza i eksploatacyjna pokazuje, że cechą charakterystyczną łożysk tocznych jest m.in. ogromny rozrzut ich powierzchniowej trwałości zmęczeniowej. Na rozrzut ten wpływają zarówno warunki eksploatacji łożysk, jak i technologia wykonania oraz ich konstrukcja. W wielu badaniach doświadczalnych przeprowadzanych w wyidealizowanych warunkach (przy powtarzalnym obciążeniu, takich samych warunkach smarowania, równej prędkości obrotowej, temperaturze itd.) okazuje się, że trwałość tych lementów maszyn może mieć rozrzut jak 1:40 i większy. Ustalenie przyczyn tego rozrzutu jest aktualnie głównym problemem badawczym ośrodków zajmujących się problemami trwałości łożysk tocznych.
W prezentowanym artykule podjęto próbę odpowiedzi na pytanie czy można wyjaśnić przyczyny tego rozrzutu na gruncie uznanych teorii trwałości zmęczeniowej łożysk (Lundberga i Palmgrena oraz Ioannidesa i Harrisa). We własnej analizie informacji dotyczącej trwałości łożysk różnego rodzaju stwierdzono, że rozrzut ten prawdopodobnie nie zależy od kształtu powierzchni styku elementów łożysk tocznych. Wniosek taki nie zgadza się z konsekwencjami wynikającymi z analizy wspomnianych teorii, gdyż wynika z nich, iż w przypadku większej (np. eliptycznej) powierzchni styku rozrzut powinien być mniejszy niż w przypadku powierzchni kołowej.

Summary

Research and maintenance practice shows that the rolling bearings are characterised by extensive spread of rolling contact fatigue life. This spread is determined by construction, technological and maintenance factors. Much research has been carried out for the same bearings in the same conditions (load, rotational speed, lubrication), given life spread 1:40.
In this paper has presented an attempt to answer the question: Is it possible to explain the reason of life spread on the basis of Lundberg, Palmgren, Ioannides and Harris theories.
In consequence, it was stated that in current theories of rolling contact fatigue improvement is required.
∗ Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3, tel.: 061 665-22-23, fax.: 061 665-27-36; e-mail: ;
Tribo-09v40n4_p223.pdf (224.58 Kb)



Andrzej Szymon WALISZEWSKI∗, Piotr MICHALAK∗

ZMIANY CHARAKTERYSTYK REOLOGICZNYCH SYNTETYCZNYCH OLEJÓW SILNIKOWYCH W EKSPLOATACJI

RHEOLOGICAL CHARACTERISTIC VARIATIONS IN SYNTHETIC ENGINE OILS AFTER EXPLOITATION

Słowa kluczowe:

olej syntetyczny, reologia, silnik, eksploatacja, podobieństwo

Key-words:

synthetic oil, rheology, engine, exploitation, similarity
TRIBOLOGIA v40, nr 4, 2009, (226)

Streszczenie

Celem pracy było określenie zmian charakterystyk reologicznych dwóch olejów syntetycznych – Castrol SLX 0W/30 Long Tec oraz Castrol TXT 5W/30 Softtec Plus. Badania zostały przeprowadzone na olejach, które były eksploatowane na dystansie 15 000 km, jak i na olejach świeżych.
W pracy podjęto głównie kwestie zmian charakterystyk reologicznych syntetycznych olejów silnikowych należących do różnych klas lepkościowych oraz wpływu temperatury na parametry charakterystyk reologicznych. Wykonane zostały pomiary własności reologicznych próbek w temperaturze 22ºC oraz temperaturze 40ºC. Podczas badań korzystano z lepkościomierza Brookfield DV-II+. Na podstawie uzyskanych wyników wykonano analizę własności reologicznych badanych olejów.
Stwierdzono, że nie ma istotnych statystycznie różnic pomiędzy parametrami charakterystyk reologicznych olejów eksploatowanych Castrol SLX 0W/30 Long Tec oraz Castrol TXT 5W/30 Softtec Plus, natomiast zmiany charakterystyki reologicznej oleju zużytego w stosunku do oleju świeżego są różne dla oleju Castrol SLX 0W/30 Long Tec i Castrol TXT 5W/30 Softtec Plus.

Summary

The aim of this thesis was to determine the changes of rheological characteristics of two synthetic oils - Castrol SLX 0W/30 Long Tec and Castrol TXT 5W/30 Softtec Plus. Research was performed on oils exploited for the distance of 15 000 km as well as new ones. The main issues explained in this thesis concerned the changes of rheological characteristics of synthetic oils grouped into different viscosity classes and the impact of temperature on rheological parameters. The rheological characteristics of samples were analysed at 22ºC and 40ºC. The viscometer Brookfield DV-II+ was used during research. Analysis of rheological characteristics was based on obtained results. It was noticed that, after the exploitation period, statistical differences of rheological parameters between analysed synthetic oils Castrol SLX 0W/30 Long Tec and Castrol TXT 5W/30 Softtec Plus were not essential; nevertheless, the differences in rheological parameters between exploited and unused synthetic oils were different for Castrol SLX 0W/30 Long Tec and Castrol TXT 5W/30 Softtec Plus.
∗ Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań.
Tribo-09v40n4_p235.pdf (134.01 Kb)

Dalej: Uzupełnienie od: Krzysztof Wierzcholski at.al. do Sławomir Zimowski ...