TRIBOLOGIA 2012, V43, nr 3: Streszczenia Artykułów


Bogdan ANTOSZEWSKI ①, Norbert RADEK ①

OCENA WPŁYWU ZWILŻALNOŚCI NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE POWIERZCHNI Z TEKSTURĄ

ASSESSMENT OF THE IMPACT OF WETTABILITY ON TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF TEXTURED SURFACES

Słowa kluczowe:

ograniczanie tarcia, tekstura, mikroobróbka laserowa, energia powierzchniowa

Key words:

reduced friction, texture, laser micro-machining, surface energy
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

Laserowe teksturowanie powierzchni jest aktualnie najbardziej rozwiniętą techniką wytwarzania w sposób powtarzalny, szybki i ekonomiczny mikrowgłębień (rowki, dziurki, szewrony i inne) na powierzchni elementów maszyn. Głównym celem tworzenia tekstury powierzchniowej jest redukcja oporów tarcia oraz zużycia współpracujących części. W wielu pracach wykazano, że teksturowanie powierzchni zwiększa odporność na zacieranie i przy zużywaniu poprzez fretting, a także jest stosowane wszędzie tam, gdzie mają znaczenie właściwości adhezyjne warstw powierzchniowych (łączenie materiałów, nakładanie powłok, techniki drukarskie, warstwy z biologicznie i chemicznie aktywną powierzchnią itp.).
W pracy podjęto próbę powiązania wybranych parametrów topografii powierzchni teksturowanej z jej energią powierzchniową i właściwościami tribologicznymi wykorzystując możliwości programu Statistica. Uzyskane wyniki pozwalają między innymi stwierdzić, że: parametrami tekstury powierzchniowej, które mają największy wpływ na wartość współczynnika tarcia w obszarze tarcia płynnego, są wartość swobodnej energii powierzchniowej, stopień zaczernienia (Sp ) oraz wzajemna odległość krawędzi mikrowgłębień (L-d).

Summary

Laser surface texturing is currently the most advanced manufacturing technique used to produce microcavities (grooves, dimples, chevrons, and others) on the surface of machine elements, which can be done in a repeated manner, quickly, and economically. The creation of surface texture is primarily aimed at reducing friction coefficients and the wear of contact surfaces. Many works indicate that surface texturing increases seizure resistance and fretting wear resistance, and it is generally used where adhesive properties of surface layers are important (binding materials, applying coatings, printing techniques, layers with biologically and chemically active surfaces, etc.).
The work is an attempt to link, using the options offered by Statistica software package, selected parameters of the topography of textured surface to its surface energy and tribological properties. The results obtained make it possible to state, among others, that the parameters of the surface texture which affect the value of the fluid friction coefficient to the greatest extent are the values of free surface energy, a degree of blackening (Sp), and the distances between edges of microcavities (L-d).
① Politechnika Świętokrzyska, Centrum Laserowych Technologii Metali, al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, tel. (041) 34 24 539, e-mail: ,
Tribo-12v43n3_p013_020.pdf (203K)


Piotr BAŁA ①, Janusz KRAWCZYK ①, Marcin MADEJ ①

WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNE STOPÓW Z UKŁADU Ni-Ta-Al-M O DUŻEJ ZAWARTOŚCI WĘGLA

THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE ALLOY FROM Ni-Ta-Al-M SYSTEM WITH HIGH CARBON

Słowa kluczowe:

zużycie, tribologia, stopy Ni, węgliki, materiał narzędziowy

Key words:

wear, tribology, Ni-based alloys, carbides, tool material
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W niniejszej pracy przedstawiono ocenę własności tribologicznych stopów z układu Ni-Ta-Al-M o dużej zawartości węgla. Materiały te zaprojektowano do pracy w wysokich temperaturach w warunkach silnego zużycia tribologicznego oraz agresywnego chemicznie środowiska. Omówiono mikrostrukturę badanych stopów po odlaniu i po obróbce cieplnej oraz określono rodzaj i udział objętościowy węglików.
Badania tribologiczne wykonano w temperaturze pokojowej, w stanie po odlaniu oraz po obróbce cieplnej celem określenia roli węglików w mechanizmie zużycia. Określono wpływ obciążenia i czasu trwania próby na parametry tribologiczne ww. stopów. Dla wszystkich wariantów testów tribologicznych wyznaczono wielkość zużycia, współczynnik tarcia oraz określono mechanizm zużycia.

Summary

In the paper, the two alloys from Ni-Ta-Al-M system with high carbon content, strengthened by intermetallic compounds, are presented. The chemical compositions of the new materials were designed in such a way as to obtain matrix strengthening by means of the precipitation of intermetallic compounds rich in Ni as well as Al and Ta and having the carbide fraction above 20%. Carbides should remain stable in the microstructure, regardless of the heat treatment, since they favourably influence an abrasion resistance. Tools use for special application made of these materials should primarily have good tribological properties at elevated temperatures.
The microstructures and carbides volume fraction of investigated
alloys are described. The tribological tests were performed at ambient temperature to determined the role of the carbides in the wear mechanism. The wear level, coefficient of wear, and wear mechanism for all investigated alloys, are described.
① AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. (12) 617-26-19. e-mail: .
Tribo-12v43n3_p021_028.pdf (485K)


Adrian BARYLSKI ①, Joanna MASZYBROCKA ①, Jerzy CYBO ①, Piotr CZAJA ①

WPŁYW MODYFIKACJI PRZEZ ODKSZTAŁCENIE I NAPROMIENIOWANIE ELEKTRONAMI NA PODWYŻSZENIE WŁAŚCIWOŚCI FUNKCJONALNYCH BIOPOLIMERÓW GUR1020 I GUR1050

THE INFLUENCE OF MODIFICATION BY DEFORMATION AND ELECTRON IRRADIATION ON THE ENHANCEMENT OF FUNCTIONAL PROPERTIES OF GUR1020 AND GUR1050 BIOPOLYMERS

Słowa kluczowe:

polietylen UHMW, odkształcenie polimeru, modyfikacja radiacyjna, twardość, moduł sprężystości, zużycie liniowe

Key words:

UHMW polyethylene, polymer deformation, radiation modification, hardness, elastic modulus, linear wear
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

Polietylen GUR1020 i GUR1050, przeznaczony do wytwarzania panewek endoprotez, poddano kształtowaniu metodą ściskania jednoosiowego (do wartości odkształcenia plastycznego ef = 0,2) i sieciowania radiacyjnego (za pomocą wiązki elektronów). Zastosowana sekwencja oddziaływań kształtujących polimery zakładała (przy zachowaniu niewielkiej wartości deformacji ef) brak efektu steksturowania fazy krystalicznej, ale nieznaczną orientację fazy lamelarnej w strukturze i wzmocnienie – przez wywołany stan naprężeń – skutków morfologicznych modyfikacji radiacyjnej. Celem zastosowanej metody było znaczne zmniejszenie zużycia tribologicznego polimerów zarówno w stosunku do materiałów wyjściowych, jak i modyfikowanych wyłącznie przez napromieniowanie elektronami.
Stwierdzono dla obu materiałów i porównywanych sposobów kształtowania wzrost twardości i modułu sprężystości wraz z dawką napromieniowania. Wykazano, że zmiany zachodzą z różną intensywnością zależną od rodzaju polimerów, które cechują się prawie dwukrotnie różniącym się ciężarem cząsteczkowym.
Wyniki testów tribologicznych wykazały 11-krotny wzrost odporności na zużycie (liniowe; tester T-01) w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym. W odniesieniu do materiału poddanego tylko napromieniowaniu elektronami stwierdzono 2,5–3-krotne zmniejszenie zużycia.

Summary

GUR1020 and GUR1050 polyethylenes, intended for the production of endoprosthesis cups, were subjected to forming by uniaxial compression (up to the value of plastic deformation ef = 0.2), and radiation cross-linking (by means of an electron beam). A slight orientation of the lamellar phase in the structure as well as strengthening – through the induced state of stresses – of morphological effects of radiation modification, and no texturing effect of the crystalline phase had been assumed for the applied sequence of polymer forming interactions (while maintaining a small deformation value ef). The aim of the applied method was a significant reduction in tribological wear of polymers, both the starting materials and ones modified exclusively by electron irradiation.
An increase in hardness and elasticity modulus along with a radiation dose was found for both materials and the compared methods of forming. It was demonstrated that changes occur with varying intensity depending on the type of polymers, which are characterised by an almost two-fold difference between their molecular weight.
The results of tribological tests showed an 11-fold increase of wear resistance (linear; tester T-01), compared to the unmodified material. Only a 2.5 to3 fold reduction in wear was found compared to the material subjected to electron irradiation.
① Uniwersytet Śląski w Katowicach, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Katedra Materiałoznawstwa, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec, e-mail: .
Tribo-12v43n3_p029_034.pdf (317K)


Władysław CZUPRYK ①

PRÓBA ZWIĘKSZENIA WŁASNOŚCI PRZECIWZATARCIOWYCH SMARU MASZYNOWEGO 2

ATTEMPT AT ENHANCING ANTI-SEIZING PROPERTIES OF MACHINE GREASE 2

Słowa kluczowe:

Smar Maszynowy 2, tlenki miedzi, redukacja tlenku, Auger Electron Spectroscopy (AES)

Key words:

Machine Grease 2, copper oxide, oxide reduction, Auger Electron Spectroscopy (AES)
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

Smar Maszynowy 2 charakteryzuje się zbyt niskimi własnościami przeciwzatarciowymi w zastosowaniu do smarowania łożysk tocznych. Cechę tę potwierdzają dane literaturowe i wyniki badań własnych wykonanych na aparacie czterokulowym.
W celu zwiększenia własności przeciwzatarciowych Smaru Maszynowego 2 wprowadzono do jego objętości mieszankę tlenku miedzi i gliceryny z alkoholem etylowym. Badania miały na celu dać odpowiedź na pytanie, czy w warunkach dużych nacisków, zmiennych naprężeń i wysokich krótkotrwałych temperatur w obszarze kontaktu tlenek miedzi będzie redukowany do miedzi metalicznej, która będzie spełniała rolę smaru stałego.
Badania wykonano na aparacie czterokulowym w trzech następujących po sobie seriach. Każda z nich trwała 60 sekund. Nacisk był stały i wynosił 1472 N. Po wykonaniu badań obliczono graniczne obciążenie zatarcia G0Z. Stwierdzono znaczny wzrost wskaźnika G0Z dla smarów z wymienionymi wcześniej dodatkami: G0Z dla Smaru Maszynowego 2 wynosił 529 N/mm²], a dla innych składów dodatków wprowadzonych do smaru zawierał się w przedziale 900–1736 N/mm² .W celu potwierdzenia zjawiska redukcji tlenku miedzi do miedzi metalicznej wykonano badania powierzchniowe i wgłębne z użyciem spektrometrii AES. Wyniki analiz potwierdziły występowanie w warstwie powierzchniowej i warstwach głębiej zlokalizowanych miedzi metalicznej. Obecność warstewki metalicznej miedzi na ścieżce kontaktu spełniającej rolę smaru stałego skutkowała zwiększeniem odporności na zatarcie Ft trzy-, a nawet czterokrotnie w stosunku do tego samego wskaźnika dla Smaru Maszynowego 2.

Summary

The anti-seizing properties of Machine Grease 2 are too poor to ensure the proper lubrication of rolling bearings. This is confirmed by research publications and the results of the author’s tests carried out using the four-ball EP tester.
In order to enhance the anti-seizing properties of Machine Grease 2, a mixture of copper oxide, glycerine, and ethyl alcohol was introduced into its volume. The aim of the tests was to find out if, under high pressures, variable stresses and short-duration temperatures in the contact region cause the copper oxide to be reduced to metallic copper functioning as grease.
The tests in the four-ball EP tester were carried out in three consecutive series, each lasting 60 seconds. The pressure remained constant and amounted to 1472 N. After the tests, the limit of the seizure load G0Z was calculated.
Index G0Z was found to be considerably higher for lubricants containing the above additives, amounting to 529 N/mm² and 900–1736 N/mm² for Machine Grease 2 and lubricating compositions containing the mixture of copper oxide, glycerine and ethyl alcohol, respectively. Due to the presence a metallic copper film on the contact path, seizure resistance Pt increased three to even four times in comparison with this index for Machine Grease 2.
① Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, Katedra Aparatury i Inżynierii Procesowej, ul. Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław, tel. (71)3680291, e-mail: władysław.czupryk@ue.wroc.pl.
Tribo-12v43n3_p035_044.pdf (247K)


Anna DOBROWOLSKA ①, Wojciech WIELEBA ①

ZAGADNIENIA TARCIA W WYBRANYCH ELEMENTACH STABILIZATORÓW KRĘGOSŁUPA

FRICTION PROBLEM IN PARTICULAR ELEMENTS OF SPINE FIXATORS

Słowa kluczowe:

tarcie statyczne, stabilizatory kręgosłupa, biomateriały

Key words:

static friction, spine implants, biomaterials
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

Bardzo istotny wpływ na gwałtowny rozwój medycyny w ciągu ostatnich 40 lat miał między innymi postęp w inżynierii. Połączenie tych dwóch dziedzin nauki zaowocowało stworzeniem różnego rodzaju implantów, których stosowanie w znaczący sposób rzutowało na poprawę komfortu życia wielu ludzi. Jednymi z częściej aplikowanych implantów są stabilizatory kręgosłupa L. 1, 9, których użytkowanie wiąże się niestety z wieloma problemami (między innymi natury biotribologicznej), które mogą się ujawniać w trakcie eksploatacji. Dzieje się tak dlatego, że konstrukcje i materiały tworzone przez ludzi są jedynie próbą odwzorowania wysoce zaawansowanych struktur i rozwiązań „wymyślonych” przez naturę L. 2.
W artykule przedstawiono wyniki pomiarów współczynnika tarcia statycznego w funkcji nacisku jednostkowego dla trzech grup biomateriałów – stali austenitycznych (stal 316L), stopów na osnowie kobaltu (vitalium) oraz stopów tytanu (Ti6Al14V). Uzyskane wyniki wykazały gwałtowny wzrost współczynnika tarcia statycznego po osiągnięciu wartości nacisku jednostkowego powyżej 1 MPa.

Summary

① Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław.
Tribo-12v43n3_p045_052.pdf (218K)


Piotr DUDA ①, Marek BARA ②, Sławomir KAPTACZ ③

WPŁYW NAPROMIENIOWANIA WIĄZKĄ ELEKTRONÓW NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE PTFE, POM I PA W SKOJARZENIU Z ANODOWĄ POWŁOKĄ TWARDĄ

THE EFFECT OF ELECTRON BEAM IRRADIATION ON TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF PTFE, POM, AND PA IN COMBINATION WITH AN ANODIC-OXIDE COATINGS

Słowa kluczowe:

tarcie, zużycie, warstwa tlenkowa, polimery, napromieniowanie elektronami

Key words:

friction, wear, oxide coating, polymers, electron beam irradiation
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych, stereometrycznych oraz morfologii powierzchni policzterofluoroetylenu (PTFE, Teflon), polioksymetylenu (POM, Delrin) i poliamidu (PA, Nylon) poddanych modyfikacji za pomocą wiązki wysokoenergetycznych elektronów we współpracy z powłoką tlenku aluminium (APT). Celem badań było określenie przydatności wybranych modyfikowanych tworzyw sztucznych do współpracy z wyż. wym. powłokami w niesmarowanych węzłach tarcia. Artykuł stanowi kontynuację zagadnienia dotyczącego współpracy APT z wybranymi tworzywami sztucznymi, stopami żelaza oraz materiałami ceramicznymi. Wyniki badań wykazały, że wybrane materiały zachowują się w różny sposób podczas współpracy tribologicznej z powłoką tlenkową. Zastosowanie zaproponowanej modyfikacji przede wszystkim pogorszyło właściwości tribologiczne wspomnianych tworzyw – głównie intensywność zużywania.

Summary

In this paper, the authors present the results of tribological and stereometric tests as well as the results of surface morphology of polytetrafluoroethylene, polyoxymethylene, and polyamide subjected to modification with a beam of high energy electrons in collaboration with an aluminium anodic-oxide coating (AOC). The aim of this study was to determine the suitability of the selected modified polymer to work with an anodic oxide coating in non-lubricated friction nodes. The paper is a continuation of an issue related to AOC cooperation with selected polymer, iron alloys, and ceramic materials. The results showed that the selected materials behave differently during tribological cooperation with an oxide coating. A modification with the use of an electron beam deteriorated the tribological properties of these materials, mainly their wear intensity.
① Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, ul. Będzińska 39, 41-200 Sosnowiec, tel. (32) 36-89-745, e-mail: .
② Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec, tel. (32) 36-89-568, e-mail: .
③ Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, ul. Śnieżna 2, 41-200 So snowiec, tel. (32) 36-89-503, e-mail: .
Tribo-12v43n3_p053_060.pdf (335K)


Tomasz KMITA ①

WPŁYW PARAMETRÓW PROCESU ANODOWANIA IMPULSOWEGO NA TOPOGRAFIĘ POWIERZCHNI ANODOWYCH POWŁOK TLENKOWYCH NA ALUMINIUM

THE INFLUENCE OF THE PULSED ANODISING PROCESS PARAMETERS ON THE SURFACE TOPOGRAPHY OF ANODIC OXIDE COATINGS ON ALUMINIUM

Słowa kluczowe:

powłoka tlenkowa Al2O3, anodowanie impulsowe, struktura geometryczna powierzchni

Key words:

oxide coating Al2O3, pulsed anodizing, geometrical structure of surface
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W pracy przedstawiono badania wpływu procesu wytwarzania na topografię powierzchni anodowych powłok tlenkowych na aluminium przeznaczonych dla skojarzeń ślizgowych bezsmarowych z tworzywami polimerowymi. Badane powłoki tlenkowe wytwarzano metodą anodowania impulsowego stopu aluminium EN-AW5251, stosując zmienne parametry wytwarzania, tj. częstotliwość prądu anodowego (100÷0,2 Hz) oraz wypełnienie impulsu prostokątnego prądu (100÷40%). Badania topografii powierzchni prowadzono metodą profilografii stykowej (2D i 3D) na profilografometrze Form Talysur Series 2. Uzupełnieniem badań była ocena morfologii powierzchni ww. powłok tlenkowych na podstawie zdjęć SEM. Uzyskane wyniki badań dowodzą, iż modyfikacja parametrów prądowych procesu anodowania impulsowego pozwala na kształtowanie topografii i morfologii powierzchni anodowych powłok tlenkowych Al2O3 na stopie Al EN-AW5251.

Summary

① Uniwersytet Śląski, Katedra Materiałoznawstwa, 41-200 Sosnowiec, ul. Śnieżna 2.
Tribo-12v43n3_p061_067.pdf (174K)


Mirosława KOSMYNINA ①

STABILIZACJA WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA W MODELOWYM ŁOŻYSKU ŚLIZGOWYM

THE STABILISATION OF THE FRICTION COEFFICIENT IN A MODEL SLIDE BEARING

Słowa kluczowe:

warstwy powierzchniowe, obciążenia tribologiczne, elektrochemiczne osadzanie, odnawialna powłoka

Key words:

surface layers, the tribological load, Electrochemical deposition, renewable coating
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W pracy omówiono współpracę dwóch układów obciążeń zewnętrznych: mechanicznego z tarciem i elektrochemicznego. Badania prowadzono w modelowym układzie tribologicznym składającym się z obracającego się pierścienia z prędkością 200 obr/min, z obciążeniem skokowym powierzchni bocznej (klockiem) siłami od 175 N do 507 N. Do układu podłączono kontrolowany obwód elektryczny, realizujący proces elektrochemicznej redukcji cynku podczas pracy układu tribologicznego. Osadzanie cynku wymuszano zewnętrznym źródłem prądu stałego z elektrolitu utworzonego na bazie oleju bazowego (hydrorafinatu II). Ustalono, że osadzenie technologicznej warstwy cynku, dla wypełnienia mikronierówności pierścienia (2–3 µm), ułatwia docieranie współpracujących elementów.
Cynk osadzany w warunkach eksploatacji pozwala zachować stałą objętość (wymiar) elementu obciążanego oraz zmniejszyć i stabilizować współczynnik tarcia. W systemie omawianych układów realizowany jest proces osadzania powłok odnawialnych: osadzanych w układzie elektrochemicznym i zużywanych w strefie tarcia.

Summary

The work is devoted to the cooperation of two systems of external loads: a mechanical with friction and electrochemical. The research was conducted in a model tribological system, which consisted of a rotating ring with a speed of 200 turns/min. It was loaded with a block on the lateral surface with forces from 175 N to 507 N. The testing device was connected to an controlled electrical circuit implementing the electrochemical reduction of zinc in the work of the tribological system. The deposition of zinc was enforced by an external direct current from the electrolyte formed based on base oil (hydrorafinat II). It was found that the technological zinc layer deposition filling the micro-irregularities of the ring (2–3 microns) helps to facilitate the working elements.
Zinc, after the deposition in the operating conditions, can maintain the constant volume (dimension) of the loaded element and reduce and stabilise the friction coefficient. In the description of the considered device, the process of the deposition of renewable coatings is discussed. This includes the deposition of the coating in the electrochemical system and its function in the friction zone.
① Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy Maszyn, ul. I. Krasickiego 54, 26-600 Radom.
Tribo-12v43n3_p069_076.pdf (140K)


Mirosława KOSMYNINA ①, Eugenia BUKALSKA ①, Paweł MICHALAK ①

BADANIA STANU POWIERZCHNI ELEMENTU PODDANEGO TARCIU W OLEJU BAZOWYM METODĄ POTENCJOMETRYCZNĄ

RESEARCH OF THE ELEMENT SURFACE EXPOSED TO FRICTION IN THE BASE OIL BY POTENTIOMETRY

Słowa kluczowe:

aktywność metali, hydrorafinat, potencjał elektryczny, stopień utlenienia, strefa tarcia

Key words:

active metals, hydrorafinat, electric potential, degree of oxidation, the zone of friction
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W urządzeniach mechanicznych zabezpieczenie antykorozyjne oraz wymagane właściwości tribologiczne elementów wykonanych ze stali uzyskiwane są poprzez zanurzenie w środowisku dielektrycznym lub nałożenie warstwy smarowej. W pracy omówiono aktywność stali C45 z elektrolitycznie osadzonymi powłokami w środowisku o właściwościach dielektrycznych (hydrorafinacie II). Wykładnikiem aktywności tworzywa metalicznego jest napięcie elektryczne mierzone względem elektrody porównawczej.
Podczas współpracy elementów uaktywnia się część powierzchni poddanej procesowi tarcia. Dla dwóch współpracujących pierścieni jest to obszar ich powierzchni bocznej. Pozostała powierzchnia pierścienia wykazuje potencjał wyjściowy.
Wstępnie utleniona powierzchnia powłoki podczas procesu tribologicznego jest usuwana i odkrywa rdzeń powłoki. Uaktywnienie rdzenia powłoki pozwala na konstytuowanie procesów chemicznych (wymiany) i elektrochemicznych.

Summary

Summary
The protection of corrosion in mechanical devices and tribological properties of steel components, which are required, is achieved either through the immersion in the dielectric environment or through applying a grease layer. The activity of C45 steel with electrolytically embedded coatings in the environment of dielectric properties (hydrorafinat II) is described in this work. The exponent of the metal material activity is the electric voltage, which is measured relative to the reference electrode.
During the cooperation of the elements, the activated surface is subjected to the process of friction. For the two rings, this is the area of their lateral surface. The rest of the surface of the ring has initial potential.
During the tribological process, the oxidised surface of the coating is removed revealing its core. The process of the activation of the core of the coating allows the creation of the chemical processes (exchange) and electrochemical processes.
① Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy Maszyn, ul. I. Krasickiego 54, 26-600 Radom.
Tribo-12v43n3_p077_084.pdf (148K)


Mariusz LISZEWSKI ①, Bazyli KRUPICZ ②, Wojciech TARASIUK ③

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA ZUŻYCIE EROZYJNE STALI 40Cr4

THE EFFECT OF HEAT TREATMENT ON THE EROSIVE WEAR OF STEEL 40Cr4

Słowa kluczowe:

zużycie erozyjne, obróbka cieplna

Key words:

erosive wear, heat treatment
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych dotyczące wpływu obróbki cieplnej stali 40Cr4 na zużycie erozyjne. Badaniu poddano stal w stanie dostarczonym, zahartowaną oraz zahartowaną i odpuszczoną. Odporność na zużycie strumieniowo-ścierne określono przy różnych kątach padania ścierniwa. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że najwyższą odpornością na zużycie strumieniowo-ścierne charakteryzowały się próbki stali poddanej tylko hartowaniu. Posiadały one najwyższą twardość i wytrzymałość na rozciąganie.

Summary

The results of studies on the effect of heat treatment on working steel 40Cr4 on erosion wear and tear were presented. The study involved raw, hardened, and hardened and tempered steels. Wear resistance were tested using abrasive blast set at different angles of incidence of the abrasive. The obtained results showed that the highest resistance to wear blast is characterised by samples of heat-treated steel (quenching). They were the hardest and the highest tensile strength.
① Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, e-mail: , tel. 535-620-033.
② Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, e-mail: , tel. (85) 746-93-05.
③ Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, e-mail: , tel. (85) 746-93-12.
Tribo-12v43n3_p085_093.pdf (540K)


Monika MADEJ ①, Dariusz OZIMINA ①

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE POWŁOK DLC

THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF DLC COATINGS

Słowa kluczowe:

powłoki diamentopodobne DLC, PACVD, SEM, struktura geometryczna powierzchni SGP, tarcie, zużycie tribologiczne

Key words:

diamond like carbon coatings DLC, PACVD coatings, SEM, friction, tribological wear
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok DLC typu a-C:H oraz a-C:H:W otrzymywanych techniką PACVD na elementach ze stopu CoCrMo. Strukturę powłok w przekrojach poprzecznych oraz uszkodzenia adhezyjne i zużyciowe badano przy użyciu profilometru i mikroskopu konfokalnego. Badania tribologiczne przeprowadzono na aparatach: T-01 M, w warunkach tarcia technicznie suchego i tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera oraz na maszynie T-17 w warunkach tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Pomiary adhezji wykonano metodą zarysowania – scratch test. Wyniki otrzymane podczas zrealizowanych badań wykazały, że zastosowanie powłok DLC zdecydowanie zwiększa trwałość eksploatacyjną elementów współpracujących tarciowo.

Summary

The paper presents the results of a-C:H and a-C:H:W diamond-like carbon coatings deposited using the PACVD process. The topography, texture, and cross section analysis of the coatings were determined by applying profilometer and confocal-scanning laser microscopy. The tribological characteristics were obtained with a T-17 tester operating in the pin-on-plate configuration under lubricated friction conditions. The friction pair consisted of a cobalt-based alloy plate, or alternatively, a cobalt-based alloy plate with a diamond-like carbon coating, and an ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) pin. The model lubricant used in the tests was Ringer’s solution. The wear resistance and friction coefficient of a cobalt-based alloy disc, or alternatively, a cobalt-based alloy disc with a diamond-like carbon coating, and an alumina ball were also determined by means of a T-01M tester during technically dry friction and lubrication in Ringer’s solution. Adhesion qualities were determined using scratch tests. The results obtained during tests showed that the use of DLC coatings significantly increases in the durability of the coated surface.
① Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Zakład Tribologii i Materiałów Eksploatacyjnych, al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce.
Tribo-12v43n3_p095_102.pdf (462K)


Andrzej MISZCZAK ①, Krzysztof WIERZCHOLSKI ②

ANALIZA TOPOGRAFII POWIERZCHNI PANEWEK MIKROŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH

SURFACE TOPOGRAPHY ANALYSIS OF SLEEVES WITH MICRO-GROOVES OF SLIDE MICRO-BEARINGS

Słowa kluczowe:

mikrołożyska ślizgowe, mikrorowki na powierzchni panewki, topografia powierzchni, mikroskop sił atomowych, profilometr

Key words:

slide micro-bearings, micro-grooves on the sleeve surface, surface topography, atomic force microscope, profilometer
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W niniejszej pracy autorzy przedstawili topografię powierzchni panewek mikrołożysk ślizgowych z mikrorowkami zmierzonymi za pomocą mikroskopu sił atomowych (NT-206 produkowanego w MTM na Białorusi) i profilometru (T8000-R60 firmy Hommeltester). Wyniki pomiarów topografii powierzchniprzedstawiono w formie dwu- i trójwymiarowych wykresów oraz przekrojów badanej powierzchni.
Topografię powierzchni wykonano dla panewek mikrołożysk ślizgowych stosowanych w 2,5" HDD Samsung HM160HI – 5400 obr/min, 3.5" HDD Seagate Barracuda 7200.10 ST380815AS – 7200 obr/min oraz wentylatorze komputerowym Kama Flow SP0825FDB12H.
Rozpatrywane mikrołożyska eksploatowane były przez rok na nominalnych prędkościach obrotowych w dwóch trybach pracy. Pierwszy tryb pracy charakteryzował się pracą ciągłą (tj. 24 godziny). Drugi tryb pracy to tryb przerywany, czyli 15 minut urządzenie było włączone i 15 minut wyłączone.
Dzięki wynikom uzyskanym za pomocą profilometru określono wielkość, kształt i rozmieszczenie mikrorowków. Wyniki otrzymane na mikroskopie sił atomowych posłużyły do oceny chropowatości powierzchni w skali mikro i manometrycznej oraz zużycia powierzchni ślizgowych.

Summary

This paper presents the sleeve surface topography containing microgrooves measured by virtue of Atomic Force Microscopy NT-206 constructed in MTM Belarus, and a T8000-R60 Hommeltester profile measurement gauge.
The topography was generated in 2D and 3D charts for the cross-sections of the considered surface sample.
The topography was developed for slide micro-bearing sleeve applied in 2.5" HDD Samsung HM160HI – 5400rpm, 3.5" HDD Seagate Barracuda 7200.10 ST380815AS – 7200 RPM and in computer ventilator Kama Flow SP0825FDB12H.
The micro-bearings were exploited for one year at nominal rotational speed for two cases. The first case included continuous operation of 24 hours per day. The second case included interrupted operation, e.g. 15 minutes on and 15 minutes off.
By virtue of the results obtained using profile measurement gauge, we can record the quantities, shapes, and location of microgrooves.
Moreover, the results obtained using AFM were helpful for roughness assessment and wear surface evaluation.
① Akademia Morska w Gdyni, Wydział Mechaniczny, ul. Morska 81/87, 81-225 Gdynia, e-mail: .
② Politechnika Koszalińska, Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej, ul. Racławicka 15/17, 75-620 Koszalin, e-mail: .
Tribo-12v43n3_p103_110.pdf (346K)


Jerzy NAPIÓRKOWSKI ①, Grzegorz PĘKALSKI ②, Karol KOŁAKOWSKI ①

BADANIE STRUKTUR I ZUŻYWANIA POWŁOK NAPAWANYCH W GLEBOWEJ MASIE ŚCIERNEJ

RESEARCH ON STRUCTURES AND WEAR PROCESSES OF HARD SURFACE LAYERS IN A SOIL ABRASIVE MASS

Słowa kluczowe:

warstwa napawana, mikrostruktura warstwy, glebowa masa ścierna, proces zużywania, intensywność zużycia

Key words:

hardfacing layers, microstructures of hardfacing layers, abrasive soil mass, wear process, intensity of wear
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W pracy przeanalizowano przebieg zużycia warstw napawanych o zróżnicowanych mikrostrukturach oraz budowie na zużycie jednostkowe w żwirowej i ilastej glebowej masie ściernej w dwóch ich stanach wilgotnościowych (suchym i mokrym). Do badań wybrano warstwy uzyskane poprzez napawanie materiałów na bazie stopów Fe-C-Cr zawierających pierwiastki węglikotwórcze B, V, Nb, Mn, Mo i W. Badania w warunkach laboratoryjnych realizowano na maszynie zużyciowej typu „wirującej masy” na drodze tarcia 10 km. Badania mikroskopowe wykonano za pomocą mikroskopu Neophot 52. Do obserwacji mikrostruktur wykorzystano mikroskopy skaningowe TESLA BS340 sprzężony z mikroanalizatorem TESLA NL-2001A oraz STEREOSCAN 180 z przystawkami do mikroanalizy Link System oraz Philips EM 515. Uzyskane wyniki wskazują, że wraz ze zmianą składu granulometrycznego masy ściernej zmieniają się wartości zużycia napoin. Zużycie w glebie żwirowej jest do 5× intensywniejsze niż w glebie ilastej w zależności od napawanej warstwy i stanu wilgotnościowego gleby. Zwiększenie wilgotności gleby powoduje zmniejszenie nawet 10× intensywności zużywania. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zmniejszenie intensywności zużywania w glebowej masie ściernej wymaga wytworzenia warstw wierzchnich zawierających węgliki pierwotne 7 C3, węgliki typu Mo2C, VC, TiC oraz eutektyki α + 7 C3.

Summary

The paper presents the analysis of the process of the wear, using the unit wear rate, of hard surface layers with different structures in a gravel and loamy abrasive soil mass in two states of moisture, dry and wet. Test materials based on Fe-Cr-C containing carbides with elements B, V, Nb, Mn, Mo and W layers obtained by welding were selected. The laboratory research was conducted on a "spinning bowl" type wear machine with a sliding distance of 10 km. Microscopic research was performed using a Neophot 52 microscope with ordinary and inversion lenses. Scanning microscopy, TESLA BS340, connected with microanalysis TESLA NL-2001A and STEREOSCAN 180 with microanalysis Link System and a Philips EM 515 were used to observe the structures. The results show that changes in the granulometric composition of the wear mass also change the wear values of hard surface layers. The wear rate in the gravel is 5 times more intense than in the loamy soil, depending on the surfaced layer and soil moistures. Increasing soil moisture reduces the intensity of wear up to 10 times. Based on the studies, it was found that reducing the intensity of wear in abrasive soil mass requires the surface layers containing primary carbides 7 C3, carbides types Mo2C, VC, TiC, and eutectic α + (Fe, Cr)7 C3].
Tribo-12v43n3_p111_117.pdf (216K)
① Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Nauk Technicznych, Katedra Budowy Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, ul. M. Oczapowskiego 11, 10-736 Olsztyn.
② Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, ul. M. Smoluchowskiego 25, 50-372 Wrocław.


Stanisław NOSAL①, Tomasz ORŁOWSKI ②

WPŁYW WYBRANYCH SMARÓW STAŁYCH STOSOWANYCH W KOMPOZYTOWYCH MATERIAŁACH CIERNYCH NA SKUTECZNOŚĆ HAMOWANIA I ZUŻYCIE

INFLUENCE OF SELECTED SOLID LUBRICANTS USED IN COMPOSITE FRICTION MATERIALS ON BRAKING EFFICIENCY AND WEAR

Słowa kluczowe:

materiał cierny, smary stałe, fading, zużycie

Key words:

friction material, solid lubricant, fading, wear
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

Siarczek antymonu jest powszechnie wprowadzany do kompozytowych materiałów jako środek smarujący. Ze względów ekologicznych dąży się do wyeliminowania go z materiałów ciernych.
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących wpływu siarczku antymonu na stabilność cieplną materiału ciernego oraz możliwości jego zastąpienia innymi zamiennikami w postaci mieszanin różnych środków smarujących. Badano materiały cierne zawierające siarczek antymonu (III), mieszaninę siarczków cyny, żelaza, miedzi i tytanu oraz mieszaninę siarczków cyny (II), cyny (IV) i grafitu. Badania skuteczności hamowania wykonano na stanowisku bezwładnościowym wg ISO 26865. Najlepsze wyniki w całym zakresie temperatury uzyskano dla materiału zawierającego siarczek antymonu (III). Stwierdzono, że żaden z testowanych materiałów nie może być bezpośrednio użyty jako zamiennik siarczku antymonu. Prawdopodobnie należy testowane zamienniki użyć w większej ilości lub też konieczne są inne modyfikacje składu materiału ciernego.

Summary

The following materials are generally used as lubricants that are added to composite friction materials: graphite, petroleum coke, and metal sulphides. Other agents are used rather infrequently. Their purpose is to limit wear and improve braking performance. Many of this components stabilise the friction factor, reducing it in a selected temperature range and increasing it in another temperature range. Therefore, selection of these components requires expertise.
The first test in friction material development is the braking performance test according to ISO 26865. It is performed on a dynamometer with mass simulation falling on the braked axle with following variable parameters: pressure in the braking system, speed, and initial braking temperature.
During the tests, optimum quantities and temperatures of activation can be found.
Additional aspects to be considered in the choice of the solid lubricant are ecological requirements. There is a tendency to eliminate antimony from friction materials. Antimony sulphide is a widely used solid lubricant that oxidises under the influence of temperature. Antimony oxides have a higher friction factor than antimony sulphides and work better against fading. One of the most popular alternatives to antimony sulphide is the tin sulphide, but its disadvantage is the 300% higher price.
The paper presents test bench, test description and test results of selected solid oils used as alternatives to antimony sulphide.
① Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, tel. (61) 647-58-52, e-mail: .
② Lumag Sp. z o.o., 64-840 Budzyń, tel. (67) 284-48-27, e-mail: .
Tribo-12v43n3_p119_126.pdf (184K)


Dariusz OZIMINA ①, Monika MADEJ ①, Joanna KOWALCZYK ①, Jan SUCHANEK ②, Frantisek TATICEK ②, Marie KOLARIIKOVA ②

ZUŻYCIE POWŁOK DIAMENTOPODOBNYCH W ZALEŻNOŚCI OD RODZAJU KOMPOZYCJI POWŁOKOWEJ I MATERIAŁÓW PARY TRĄCEJ

THE WEAR PERFORMANCE OF DIAMOND-LIKE CARBON COATINGS IN RELATION TO COATING COMPOSITION AND FRICTION PAIR

Słowa kluczowe:

powłoki CVD, powłoki PVD, tarcie, zużycie tribologiczne

Key words:

CVD coatings, PVD coatings, friction, tribological wear
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki jednowarstwowych powłok DLC typu a-C:H:W oraz wielowarstwowych powłok typu TiN/a-C:H:W otrzymywanych technikami PVD oraz PACVD na elementach ze stopu CoCrMo. Informacji o amorficznych układach węglowych dostarczyła spektroskopia ramanowska. Topografię i analizę powierzchni oceniano przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego, laserowego mikroskopu konfokalnego i profilometru optycznego. Oceny adhezji dokonano stosując metodę zarysowania. Badania tribologiczne przeprowadzono na mikrotribometrze T-23 oraz aparatach T-01 M pracujący w skojarzeniu kula–tacza, w warunkach tarcia technicznie suchego i ze smarowaniem roztworem Ringera oraz maszynie T-17 pracującej w skojarzeniu trzpień–płytka w warunkach tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Badania wykazały, że na mechanizmy zużywania elementów węzła tarcia wpływa zastosowanie międzywarstwy TiN oraz stosowanego materiału współpracującego tarciowo.

Summary

This study has been carried out to examine diamond like carbon coatings; a-C:H:W single-layer and TiN/a-C:H:W multilayer prepared on CoCrMo alloy by the PVD and PACVD technique. Information on the composition of amorphous carbon coatings is provided by Raman spectroscopy. The structure and surface topography were evaluated using a scanning electron microscope, a laser confocal microscope, and an optical profilometer. The adhesion was made using the scratch test method. The tribological investigations were conducted on a T-23 microtribometer and T-01 M tester machine, working in a ball-on-disc friction pair in technically dry friction and lubrication with Ringer's solution and a T-17 machine in pin-on-plate configuration with Ringer's solution. The research has shown that the mechanisms of wear of the friction elements are affected by the application of a TiN interlayer and the material used for friction pairs.
① Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Zakład Tribologii i Materiałów Eksploatacyjnych.
② Czech Technical University in Prague, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Manufacturing Technology.
Tribo-12v43n3_p127_136.pdf (692K)


Anna PIĄTKOWSKA ①

WPŁYW GRUBOŚCI WARSTWY DLC NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE W TARCIU ŚLIZGOWYM

THE EFFECT OF THE DLC LAYER THICKNESS ON THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES IN SLIDING FRICTION

Słowa kluczowe:

warstwy DLC, tarcie ślizgowe, zużycie, FIB

Key words:

DLC layers, sliding friction, wear, FIB
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W pracy przedstawione są wyniki badań tribologicznych wykonanych na próbkach z warstwami o grubości 50 nm, 500 nm i 1300 nm nałożonymi na podłoże ze stali narzędziowej 316L. Warstwy nakładane były metodą RF PACVD. Testy tribologiczne realizowano w węźle tarcia typu kula–powierzchnia płaska z postępowo-zwrotnym ruchem ślizgowym kulki. Grubsze warstwy DLC wykazały stabilny i niski współczynnik tarcia. Ślady tarcia analizowano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego oraz mikroskopu interferencyjnego. Najmniejsze zużycie zaobserwowano dla próbki z warstwą DLC o grubości 500 nm. Nawet w przypadku intensywnego uszkodzenia, warstwy DLC pełniły funkcję zabezpieczającą i zmniejszały zakres i zmieniały rodzaj zniszczeń.

Summary

This paper presents the results of tribological tests made on the samples with a layer thickness of 50 nm, 500 nm and 1300 nm deposited on the surface of 316L tool steel. The DLC layers were made by the RF PACVD method. Tribological tests were carried out on the ball-flat surface friction node, with the reciprocating sliding movement of the ball. The thicker DLC layers showed a stable and low friction coefficient. Friction traces were analysed by scanning electron microscopy and interference microscopy. The lowest wear was observed for the DLC layer with thickness of 500 nm. Even in the case of heavy damage, the DLC layer acted as a protection and reduced the extend and changed the type of damage.
① Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, 01-191 Warszawa, ul. Wólczyńska 133.
Tribo-12v43n3_p137_144.pdf (274K)


Witold PIEKOSZEWSKI ①

METODA I STANOWISKO DO BADANIA POWIERZCHNIOWEJ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ (PITTINGU)

A METHOD AND TESTING MACHINE FOR SURFACE FATIGUE LIFE (PITTING) INVESTIGATION

Słowa kluczowe:

badania zmęczeniowe, pitting, metoda badania, trwałość powierzchniowa

Key words:

fatigue wear tests, pitting, test method, surface fatigue life
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W artykule przedstawiono opracowaną i zweryfikowaną metodę badania powierzchniowej trwałości zmęczeniowej elementów wykonanych z dowolnego materiału, których powierzchnie trące mogą być konstytuowane dowolną technologią, skojarzonych w smarowanym styku skoncentrowanym. Do realizacji badań wg tej metody wykorzystywany jest zmodyfikowany aparat czterokulowy. W artykule przedstawiono wyniki badań weryfikacyjnych stalowych skojarzeń smarowanych różnymi olejami i smarami plastycznymi. Przedstawione w artykule efektywne instrumentarium badawcze, umożliwiające tani, szybki test o bardzo wysokiej powtarzalności wyników może stanowić bazę eksperymentalną do prac rozwojowych przy opracowywaniu nowych materiałów i środków smarowych. Szczególnym walorem tego instrumentarium jest możliwość łatwego rozpowszechnienia dzięki temu, że bazuje na standardowym urządzeniu, powszechnie stosowanym w skali międzynarodowej.

Summary

Summary
The developed and verified test method, which is presented in the paper, is destined for surface fatigue life investigation of concentrated, lubricated friction joints with elements made from various materials and with a surface layer created by various technologies. In order to conduct the tribological tests in accordance with the above-mentioned method, a modified four-ball tester is used. In the article, the verification test results of steel friction couples lubricated with various oils and greases are presented. The presented testing equipment makes it possible to perform low-cost, low time-consuming tests with very high repeatability of the results and can constitute an experimental base for research and development works on the preparation of new materials and lubricants. The particular advantage of the introduced test equipment is the ability to be widely spread, thanks to the fact that it is based on a testing machine that is commonly used on an international scale.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Tribologii, ul. Puła skiego 6/10, 26-600 Radom, e-mail:
Tribo-12v43n3_p145_157.pdf (480K)


Anita PTAK ①, Marzena TKACZYK ②, Anna DONESZ-SIKORSKA ③

WPŁYW CIENKICH POWŁOK SiO2 ORAZ TiO2 OTRZYMYWANYCH METODĄ ZOL-ŻEL NA WŁAŚCIWOŚCI PARY ŚLIZGOWEJ METAL–POLIMER

THE EFFECT OF SiO2 AND TiO2 THIN COATINGS OBTAINED BY THE SOL-GEL METHOD ON METAL–POLYMER SLIDING COUPLES

Słowa kluczowe:

metoda zol-żel, cienkie powłoki SiO2 i TiO2, współczynnik tarcia, polimery

Key words:

sol-gel method, SiO2 and TiO2 thin coatings, coefficient of friction, polymers
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

Badania tribologiczne zostały przeprowadzone dla cienkich powłok jednowarstwowych oraz trójwarstwowych SiO2 i TiO2 otrzymanych metodą zol-żel na podłożu metalicznym przy użyciu techniki dip-coating. Wcześniejsze badania L. 1 (spektroskopia ramanowska, SEM, rentgenowskie pomiary dyfrakcyjne i inne) wykazały, iż powłoki otrzymywane tą metodą posiadają odpowiednie właściwości wymagane do zastosowania ich w przemyśle medycznym, chemicznym bądź spożywczym. W niniejszej pracy podjęto próbę analizy wpływu cienkich powłok otrzymanych metodą zol-żel na współczynnik tarcia kinetycznego dla trzech różnych wartości nacisku jednostkowego (0,1; 0,25; 0,5 MPa)] dla pary ślizgowej typu metal–polimer. Badania przeprowadzono na standardowym stanowisku tribologicznym typu pin-on-disc w warunkach tarcia technicznie suchego. Po badaniach tribologicznych dokonano również mikroskopowej oceny stanu powierzchni powłok.

Summary

Summary
Tribological tests were carried out for single- and triple-layered SiO2 and TiO2 thin coatings obtained on metallic substrates by the sol-gel method using the dip-coating technique. Previous studies (Raman spectroscopy, SEM-EDS, salt chamber tests, electrochemical studies, strength tests)] showed that the coatings obtained by this method have appropriate physicochemical and mechanical properties that are adequate to use them in the food industry and chemical industries or the medical professional.
The goal of this study was to analyse the impact of thin coatings obtained by the sol-gel method on the coefficient of kinetic friction for three different values of pressure (0.1, 0.25, 0.5 MPa)] for the sliding pair of metal–polymer. The study was conducted on a standard tribological rig “pin-on-disc” with dry friction conditions. Microscopic evaluation of surface coatings after the tribological tests was also performed.
① Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, e-mail: .
② Politechnika Wrocławska, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław, e-mail: .
③ Politechnika Wrocławska, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław, e-mail: .
Tribo-12v43n3_p159_166.pdf (224K)


Norbert RADEK ①

WYTWARZANIE I WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE PRZECIWZUŻYCIOWYCH POWŁOK WC-Cu NANOSZONYCH OBRÓBKĄ ELEKTROISKROWĄ

PRODUCTION AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE ELECTRO-SPARK DEPOSITED WC-Cu ANTI-WEAR COATINGS

Słowa kluczowe:

obróbka elektroiskrowa, powłoka przeciwzużyciowa, tribologia

Key words:

electro-spark deposition, anti-wear coating, tribology
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań własności powłok nanoszonych elektroiskrowo. Ocenę własności przeprowadzono na podstawie obserwacji mikrostruktury, pomiarów chropowatości i mikrotwardości oraz badań tribologicznych. Badania przeprowadzono, wykorzystując elektrody WC-Cu, które zostały wytworzone poprzez spiekanie nanostrukturalnych proszków. Przeciwzużyciowe powłoki zostały naniesione elektroiskrowo na próbki ze stali C45 za pomocą urządzenia EIL-8A. Ze względu na swoje własności powłoki tego typu mogą być stosowane w ślizgowych węzłach tarcia oraz jako powłoki ochronne.

Summary

Summary
Electro-spark deposition (ESD) is an economical, high-energy process. Developed in the post-war period, the technology has been frequently modified. Its main advantages are the ability to select precisely the area to be modified, the ability to select the coating thickness, which may range from several to several dozen micrometers, good adhesion of a coating to the substrate, and finally, inexpensive and simple equipment for coating deposition.
The paper is concerned with the performance properties of electro-spark deposited coatings, which were determined based on tribological and microstructural analysis, measuring the microhardness and roughness. The studies were conducted using WC-Cu electrodes produced by sintering nanostructural powders. The anti-wear coatings were electro-spark deposited over C45 carbon steel by means of an EIL-8A. These coatings are likely to be applied in sliding friction pairs and as protective coatings.
① Centrum Laserowych Technologii Metali, Politechnika Świętokrzyska, al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, tel. (041) 34-24-518, e-mail: .
Tribo-12v43n3_p167_173.pdf (164K)


Jarosław SĘP ①, Leszek TOMCZEWSKI ①

NOŚNOŚĆ I ODPORNOŚĆ NA ZUŻYCIE ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH ZE ŚRUBOWYM ROWKIEM NA CZOPIE

LOAD CARRYING CAPACITY AND WEAR RESISTANCE OF SLIDING BEARINGS HAVING A JOURNAL WITH A HELICAL GROOVE

Słowa kluczowe:

łożysko ślizgowe, nośność, zużycie, olej, zanieczyszczenie, śrubowy rowek

Key words:

sliding bearing, load carrying capacity, wear, oil, contaminant, helical groove
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań nośności i odporności na zużycie łożysk ślizgowych ze śrubowym rowkiem na czopie. Nośność badano przy smarowaniu olejem czystym, natomiast odporność na zużycie przy smarowaniu olejem zanieczyszczonym. Stwierdzono, że śrubowy rowek na czopie zmniejsza zużycie (ponaddwukrotnie) węzła ślizgowego przy zanieczyszczonym oleju. Śrubowy rowek na czopie zwiększa również wydatek oleju i powoduje zmniejszenie nośności. Uzyskane wyniki są skorelowane z bezwymiarowym parametrem w postaci ilorazu pola przekroju poprzecznego rowków do pola prostokąta o bokach równych szerokości łożyska i minimalnej wysokości szczeliny smarowej.

Summary

Summary
Hard particles in lubricating oil are one of the reasons for premature failures of slide bearings. Contaminants appear in oil in the production process, but their volume considerably increases during operation. The paper presents the results of tests concerning a slide-bearing with a helical groove on the journal. Nine variants of journals were investigated. The aim if these tests is the experimental investigation of the effect of the groove geometry on the bearing load capacity and oil flow rate and wear in the presence of abrasive particles in the lubricating fluid. The attempt was also done in order to determine the index describing the groove and helical line, and this index can be correlated with bearing characteristics and its wear. The helical groove on the journal bearing causes a decrease in its wear even in the in case of the presence of hard contaminates in the lubricating oil, depending on groove dimensions and lead of the screw line. In the conducted research, wear was smaller by a factor of two at its maximum than for a conventional journal. The helical grooves presence also decreases the bearing load capacity (up to 40% in the research) and increases the oil flow rate (more than 2x). All obtained results of investigations are correlated with a non-dimensional parameter, which is the ratio of the cross-sectional area of the grooves to the area of rectangle of the sides of the bearing width and the minimum oil clearance thickness.
① Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technologii Maszyn i Organizacji Produkcji, ul. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, tel, (17) 865-15-12, e-mail: , e-mail: .
Tribo-12v43n3_p175_184.pdf (117K)


Grzegorz SŁUŻAŁEK ①, Piotr DUDA ②, Henryk WISTUBA ③

WŁAŚCIWOŚCI ANODOWEJ POWŁOKI TWARDEJ MODYFIKOWANEJ POLIMEREM W ZASTOSOWANIACH DO WĘZŁÓW O RUCHU POSUWISTO-ZWROTNYM

PROPERTIES OF AN ANODIC OXIDE COATING MODIFIED BY THE APPLICATION OF A POLYMER FOR A FRICTION PAIR IN RECIPROCATING MOTION

Słowa kluczowe:

anodowa powłoka twarda, powłoki samosmarowne, właściwości tribologiczne

Key words:

anodic oxide coating, self-lubricating coatings, tribological properties
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W artykule przedstawiono charakterystyki tribologiczne kojarzenia trzpień–płaszczyzna w ruchu posuwisto-zwrotnym (Tester T-17 produkcji ITeE – PIB w Radomiu) w warunkach tarcia technicznie suchego. Poddano analizie przeciwpróbki wykonane z czystego APT i APT modyfikowanego polimerem. W artykule przedstawiono również badania stereometryczne i obserwacje mikroskopowe. Przeprowadzone badania i analiza wyników potwierdziły przydatność tak uszczelnionej warstwy do zastosowań na elementy ślizgowe w skojarzeniach o ruchu rewersyjnym. W pracy zamieszczono model 3D analizowanej warstwy.

Summary

Summary
The paper represents the results of investigations conducted on a tribological test for technically dry conditions of the friction. Analysis of the stereological counter-specimen was subjected from AOC and AOC modified sealed up the polymers that is composites coats. Polymerisation occurred at a temperature below the recrystallization temperature of the alloy EN AW 5251. The values of the coefficient of the friction, the results of investigations AFM, and the parameters of the roughness were compared. The tribological properties of the composites are investigated using the pin-on-plate type wear tester T-17.
This paper shows 3D models of the AOC modified polymer and the mechanism of wearing. Tribological measurements show the reduced wear and friction of the composite coatings as compared with the pure anodic oxide.
① Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec, tel. (32) 36-89-569.
② Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Instytut Informatyki, ul. Będzińska 39, 41-200 Sosnowiec, tel. (32) 36-89-745.
③ Uniwersytet Śląski, Międzywydziałowa Pracownia Badań Strukturalnych, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, tel. (32) 36-89-537.
Tribo-12v43n3_p185_192.pdf (153K)


Arkadiusz STACHOWIAK ①, Wiesław ZWIERZYCKI ①

TWORZENIE MAP ZUŻYCIA DLA PROCESU TRIBOKOROZJI W WĘZŁACH ŚLIZGOWYCH NA PRZYKŁADZIE STALI ODPORNYCH NA KOROZJĘ

THE CREATION OF WEAR MAPS FOR TRIBOCORROSION IN SLIDING PAIRS: THE CASE OF STAINLESS STEEL

Słowa kluczowe:

tribokorozja, model, węzeł pin-on-plate, mapa zużycia

Key words:

tribocorrosion, model, model pair type pin-on-plate, wear map
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W artykule przedstawiono mapę zużycia ilustrującą intensywność tribokorozji stali AISI 304 w 0,5M roztworze H2SO4 w zakresie nacisków od 1 do 45 MPa przy częstotliwości wymuszeń mechanicznych od 2 do 5 Hz. Dla skrajnych wymuszeń intensywność zużywania wyznaczono eksperymentalnie. Badania wykonano na specjalistycznym stanowisku z węzłem modelowym typu pin-on-plate. Do oszacowania intensywności tribokorozji w obszarze wymuszeń pośrednich wykorzystano autorski model symulacyjny. Uzyskana mapa zużycia pozwala określić wpływ warunków eksploatacji na intensywność usuwania materiału w węźle ślizgowym podczas tribokorozji.

Summary

The article presents the concept of the creation of wear maps for the tribocorrosion process in pin-on-plate combination for stainless steel. The developed wear map shows the rate of tribocorrosion wear for AISI 304 steel in 0.5M solution of H2SO4 in the pressure range of 1 to 45 MPA and the frequency of mechanical forces from 2 to 5 Hz. For marginal forces, the wear intensities were calculated experimentally. The tests were carried out on a stand equipped with sliding pair type pin-on-plate. For estimation of intermediate values of forces, the authors devised and applied a simulation model. The developed wear map presents the influence of utilisation for the rate of material removal in sliding pairs under tribocorrosion conditions.
① Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrwo 3, 60-965 Poznań, tel. (61) 665-26-55, fax (61) 6652855, e-mail: , e-mail: .
Tribo-12v43n3_p193_199.pdf (187K)


Marian W. SUŁEK ①, Małgorzata ZIĘBA ①, Tomasz WASILEWSKI ①, Witold SAS ①

ROLA AKTYWNYCH POWIERZCHNIOWO POCHODNYCH SILIKONÓW JAKO DODATKÓW MODYFIKUJĄCYCH WŁAŚCIWOŚCI SMARNE WODY

THE ROLE OF SURFACE ACTIVE SILICONE DERIVATIVES AS ADDITIVES MODIFYING THE LUBRICITY OF WATER

Słowa kluczowe:

substancje smarowe, związki powierzchniowo czynne, kationowe i niejonowe pochodne silikonów, właściwości tribologiczne

Key words:

lubricants, surfactants, cationic and nonionic silicones, tribological properties
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

Oleje silikonowe są stosowane jako substancje smarowe względnie dodatki modyfikujące właściwości smarowe baz olejowych. Związki te wykazują jednak brak rozpuszczalności w wodzie. Dlatego jako dodatki poprawiające smarność wody wytypowano rozpuszczalne w wodzie pochodne silikonowe. Są nimi: czwartorzędowy diamidopolidimetylosiloksan (Quaternium-80), który zaliczany jest do surfaktantów kationowych oraz oksyetylenowany silikon należący do grupy niejonowych związków powierzchniowo czynnych (Bis-PEG/PPG-20/20 Dimethicone). W prezentowanej pracy wyznaczone zostały opory ruchu i zużycie w obecności wodnych roztworów wybranych pochodnych silikonowych jako modelowych substancji smarowych. Testy prowadzono za pomocą aparatu T-02 wyprodukowanego przez Instytut Technologii Eksploatacji w Radomiu. Stwierdzono, że w zakresie niskich stężeń, rzędu kilku procent, kationowy surfaktant zdecydowanie zmniejsza opory ruchu i zużycie w stosunku do jego niejonowego odpowiednika.

Summary

Silicone oils are used as lubricants or additives modifying lubricating properties of oil bases. However, these compounds are not water soluble. Therefore, the following silicone derivatives were selected as additives improving the lubricity of water: quaternary diamide polydimethylsiloxane (Quaternium-80) which is a cationic surfactant and an ethoxylated silicone that is a nonionic surfactant (Bis-PEG/PPG-20/20 Dimethicone). In this study, the motion resistance and wear of steel were determined in the presence of aqueous solutions of selected silicone derivatives as model lubricating substances. The tests were carried out using a T-02 testing apparatus produced by the Institute for Sustainable Technologies in Radom. It has been found that the cationic surfactant considerably decreases motion resistance in comparison with its nonionic equivalent in the low concentration range of the order of a few percent.
① Politechnika Radomska, Katedra Chemii, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
Tribo-12v43n3_p201_207.pdf (156K)


Tomasz ŚLEBODA ①, Janusz KRAWCZYK ①, Sławomir ZIMOWSKI ②, Marcin KOT ②

WYSOKOTEMPERATUROWE WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNE STOPÓW Fe-Al

HIGH TEMPERATURE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF Fe-Al ALLOYS

Słowa kluczowe:

stopy Fe-Al, zużycie, współczynnik tarcia

Key words:

Fe-Al alloys, wear, friction coefficient
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

W niniejszej pracy poddano dyskusji wysokotemperaturowe własności tribologiczne stopów Fe-Al. Jako materiał wyjściowy do badań zastosowano stop FeAl w formie odlewu oraz otrzymany z proszku stopu. Analizie został poddany wpływ rodzaju stopu na jego własności tribologiczne. Badania tribologiczne wykonano w temperaturze 700ºC w układzie trzpień–tarcza. Określono wielkość zużycia oraz współczynnik tarcia. Dyskusji poddano różnice w mechanizmach zużycia tribologicznego badanych materiałów.

Summary

This research was focused on high temperature tribological properties of Fe-Al alloys. Powder and cast FeAl alloy was used in this study. The influence of the alloy morphology on its tribological properties is discussed. Tribological tests were performed at 700°C. Wear and friction coefficients of the investigated materials were analysed. The differences in the mechanisms of the wear of the investigated alloys are also presented.
① AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. (12) 617-35-26.
② AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków.
Tribo-12v43n3_p209_215.pdf (433K)


Przemysław TYCZEWSKI ①

PORÓWNANIE ZUŻYCIA WĘZŁÓW TARCIA SPRĘŻAREK CHŁODNICZYCH PRACUJĄCYCH W NIEKORZYSTNYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

COMPARISON OF WEAR FRICTION PAIRS IN REFRIGERATION COMPRESSORS IN ADVERSE OPERATING CONDITIONS

Słowa kluczowe:

badania, sprężarka chłodnicza, zużycie

Key words:

examinations, refrigeration compressor, wear
TRIBOLOGIA V43, nr 3, (243), 2012

Streszczenie

Przyczyną uszkodzeń sprężarek chłodniczych jest brak oleju, nieodpowiednio dobrany olej do czynnika, przegrzanie sprężarki, uderzenie cieczowe, rozruch zalanej sprężarki oraz zalanie ciekłym czynnikiem.
W pracy przedstawiono wyniki badania zużycia węzłów tarcia sprężarki chłodniczej. Badania wykonano na stanowisku eksperymentalnym składającym się z rzeczywistych elementów chłodniczych. Na urządzeniu tym można symulować różne niekorzystne warunki pracy sprężarki. Opracowanie zawiera porównanie profili chropowatości powierzchni przed i po próbach badawczych. Sprężarka chłodnicza pracowała w obecności mieszaniny oleju i ciekłego czynnika chłodniczego oraz w obecności gorących gazów czynnika chłodniczego.

Summary

Taking into consideration the varying rules concerning the use of substances impoverishing the ozone layer, some new refrigerating media has been introduced into the refrigeration devices and refrigeration installations. The moving parts of the refrigeration compressors are subjected to wear processes depending on a mixture of oil and the new refrigerating medium. As there is no universal oil for the refrigeration compressors at the moment; there