Publikacje

Streszczenie:

W artykule określono wpływ chropowatości powierzchni na wybrane właściwości tribologiczne systemów z powłokami AlTiN. Badania tarciowo-zużyciowe przeprowadzono na testerze tribologicznym pracującym w skojarzeniu trącym kula-tarcza w ruchu ślizgowym. Testy wykonano przy obciążeniu 10 N na drodze tarcia równej 1000 m. Do badań użyto tarcze ze stali HS6-5-2C z naniesioną powłoką AlTiN i kule ze stali 100Cr6. Testy przeprowadzono w warunkach smarowania olejem poli(α)olefinowym PAO 8 oraz olejem poli(α)olefinowym z dodatkiem 1,5% dialkiloditiofosforanu cynku ZDDP. Za pomocą mikroskopu skaningowego zbadano skład chemiczny powłoki AlTiN, a także obserwowano ślady wytarcia na tarczach i kulach. Przy użyciu mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym dokonano analizy struktury geometrycznej próbek przed oraz po testach tribologicznych. Uzyskane wyniki badań wyskazały, że chropowatość powierzchni ma wpływ na właściwości tribologiczne. Dla próbek o większej chropowatości powierzchni (Sa = 0,61 µm) - tarcz niepolerowanych - uzyskano mniejsze wartości zużycia liniowego niż dla tarcz polerowanych (Sa = 0,08 µm). Po wprowadzeniu do PAO 8 dodatku ZDDP zaobserwowano spadek zużycia liniowego zarówno dla polerowanej i niepolerowanej powierzchni odpowiednio o 33% oraz 24%.

B I B L I O G R A F I A1. Fan Q.-X., Wang T.-G., Liu Y.-M., Wu Z.-H., Zhang T., Li T., Yang Z.-B.: Microstructure and CorrosionResistance of the AlTiN Coating Deposited by Arc Ion Plating,” Acta Metallurgica Sinica (EnglishLetters), 2016, 29(12), pp. 1119–1126.
2. He, Q., DePaiva, J. M., Kohlscheen, J., Veldhuis, S.C.: Analysis of the Performance of PVD AlTiNCoating with Five Different Al/Ti Ratios during the High-Speed Turning of Stainless Steel 304 underDry and Wet Cooling Conditions, Wear, 2022, 492–493, p. 204213.
3. Sivaprakasam P., Elias G., Prabu P.M., Balasubramani P.: Experimental Investigations on WearProperties of AlTiN Coated 316LVM Stainless Steel, Materials Today: Proceedings, 2020, 33,pp. 3470–3474.
4. Szala M., Walczak, M., Pasierbiewicz, K., Kamiński, M.: Cavitation Erosion and Sliding WearMechanisms of AlTiN and TiAlN Films Deposited on Stainless Steel Substrate, Coatings, 2019, 9(5).
5. Kowalczyk J., Madej M., Ozimina D.: Evaluation of the effects of ZDDP and graphene additives inPAO 8 oil on the tribological properties of TiAlN coating, Tribologia, 2023, (2), pp. 35–44.
6. Płaza S., Margielewski L., Celichowski G.: Wstęp do tribologii i tribochemia, WydawnictwoUniwersytetu Łódzkiego, Łódź 2005.
7. Kowalczyk J., Kulczycki A., Madej M., Ozimina D.: Effect of ZDDP and Fullerenes Added to PAO 8 Lubricant on Tribological Properties of the Surface Layer of Steel Bate Steel and W-DLC Coating,Tribologia, 2022, (1), pp. 19–32.
8. Zhang Z., Yamaguchi E.S., Kasrai M., Bancroft G.M., Liu X., Fleet M.E.: Tribofilms Generatedfrom ZDDP and DDP on Steel Surfaces: Part 2, Chemistry, Tribology Letters, 2005, 19(3),pp. 221–229.
10. Xiaowei L., Suyuan Y., Xuanyu S., Shuyan H.: The Influence of Roughness on Tribological Propertiesof Nuclear Grade Graphite, Journal of Nuclear Materials, 2006, 350(1), pp. 74–82.
11. Zabala N.A., Castro P.A., Tuckart W.R.: Influence of Roughness on the Tribological Behavior ofa Steel-Steel Couple Lubricated with Thread Compound, Latin American Applied Research, 2019, 49,pp. 193–200.
12. Nowakowski L., Miko E.: Models for Prediction of Ra Roughness Parameters of Milled Surfaces,Mechanik, 2015, p. 721/082-721/090.
13. Orman Ł.J., Radek N., Pietraszek J., Wojtkowiak J., Szczepaniak M.: Laser Treatment of Surfaces forPool Boiling Heat Transfer Enhancement, Materials, 2023, 16(4).
14. Sedlaček M., Podgornik B., Vižintin J.: Influence of Surface Preparation on Roughness Parameters,Friction and Wear, Wear, 2009, 266(3), pp. 482–487.
15. Cverna F., Conti P.: ASM International Materials Properties Database Committee, 2006, WorldwideGuide to Equivalent Irons and Steels, ASM International Materials Park, Ohio, Materials Park, Ohio.
16. Https://www.Oerlikon.Com/Balzers/Pl/Pl/Portfolio/Rozwiazania-Powierzchniowe-Balzers/Powloki-Na-Bazie-Pvd-i-Pacvd/Balinit/Na-Bazie-Tialn/Balinit-Latuma/?Tab=specyfikacja_5.
17. Dai J., Chen P., Chu X., Xu B., Su S.: Comparison between NIR, FT-IR and Raman for QuantitativeAnalysis of the Conversion of Poly Alpha Oil (PAO), Vibrational Spectroscopy, 2022, 123,p. 103452.
18. Zolper T., Li Z., Chen C., Jungk M., Marks T., Chung Y.-W., Wang Q.: Lubrication Properties ofPolyalphaolefin and Polysiloxane Lubricants: Molecular Structure – Tribology Relationships. TribologyLetters, 2012, 48, pp. 355–365.
19. Niemczewska-Wójcik M.: Dualny system charakteryzowania powierzchni technologiczneji eksploatacyjnej warstwy wierzchniej elementów trących, Wydawnictwo Naukowe ITE – PIB, Radom2018.
20. Kowalczyk J., Milewski K., Kałdoński T.J.: Biodegradowalne ciecze chłodząco-smarujące w systemachtribotechnologicznych z elementami stalowymi, Obróbka metalu, 2015, 2, pp. 29–34.

Influence of surface roughness on tribological properties of HS6-5-2C steel with an AlTiN coating