Właściwości tribologiczne węzłów ślizgowych zawierających elementy z warstwami powierzchniowymi modyfikowanymi borem

Właściwości tribologiczne węzłów ciernych zależą od ich konstrukcji, zastosowanych materiałów i przeprowadzonej obróbki powierzchniowej ich elementów. Celem badań było wyznaczenie wpływu modyfikacji borem warstwy powierzchniowej elementów, zastosowanych w parach kinematycznych pracujących warunkach tarcia ślizgowego. Badania porównawcze przeprowadzono za pomocą testera T-05 typu rolka-klocek. Dla realizacji programu badań wykonano próbki pierścieniowe z trzech gatunków stali: 38CrAlMo5-10, 46Cr2 i 30MnB4. Próbki te azotowano jonowo, borowano w proszku, borowano laserowo oraz pokryto powłoką TiB2. Próbki pierścieniowe skojarzone zostały w warunkach testu z przeciwpróbkami wykonanymi ze stopu łożyskowego AlSn20, a obszar tarcia smarowano olejem silnikowym Lotos syntetyczny 5W/40. Przeprowadzone badania wykazały, że warstwy powierzchniowe ulepszane cieplnie wpływają na obniżenie momentu tarcia podczas rozruchu, a jego maksymalne wartości są niższe od zmierzonych w skojarzeniach z warstwami azotowanymi. Najwyższe wartości współczynnika tarcia i temperatury w obszarze tarcia stwierdzono w parach z próbkami pierścieniowymi z warstwą borowaną laserowo. Natomiast największe zużycie stopu łożyskowego AlSn20 występuje w skojarzeniu z próbką z powłoką TiB2, a najniższe uzyskano w skojarzeniach z warstwami azotowanymi.

On the basis of the tests and the analysis of the obtained results, it was concluded that the boron-modified surface layers can be applicable in the slide pairs operating under mixed friction conditions, and their tribological properties are the effect of interaction between the surface layers of the slide pair elements and the lubricating oil. The surface layers of ring sample modified in the process of boronizing in powder with the AlSn20 bearing alloy are characterized by low friction resistance and temperature, which ensures that the slide pair has conducive conditions for a start-up and fast stabilization of the friction conditions. In turn, the laser-borided surface layer and the TiB2 layer causes intensive friction processes in the slide pair, which generates high friction resistance and high temperature and intensifies the processes of bearing alloy wear. It was stated that the use of 30MnB4 steel in the slide pairs after the hardening and tempering ensures similar work parameters and comparable level of wear of the bearing alloy, as in the application of 38CrAlMo5-10 steel with nitrided surface.