Evaluation of the Effects of ZDDP and Graphene Additives in PAO 8 Oil on the Tribological Properties of Tialn Coating

This paper investigates the tribological effects of graphene and anti-wear zinc dialkyl dithiophosphates (ZDDP). Friction tests have been carried out on a tribological tester which operates as a ball and disc assembly in a frictional, sliding motion. Tests were carried out with a load of 10 N over a sliding distance of 1000 m. TiAlN coated HS6-5-2C steel discs, and 100Cr6 steel balls were used in the tests. Tests were conducted under lubrication conditions with poly(α)olefin oil PAO 8 with graphene and/or ZDDP. The chemical composition of the TiAlN coating was studied using a scanning electron microscope, and the wear marks on the discs and balls were observed. The geometric structure of the samples was analysed before and after the friction tests using a confocal microscope with interferometric mode. The results indicated that the addition of ZDDP and graphene to the poly(α)olefin oil had an effect on reducing the friction coefficient.

W artykule określono wpływ grafenu i dodatku przeciwzużyciowego dialkiloditiofosforanu cynku ZDDP na właściwości tribologiczne. Badania tarciowe 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 tarcz ze stali HS6-5-2C z powłoką TiAlN oraz kul ze stali 100Cr6. Testy przeprowadzono w warunkach smarowania olejem poli(α)olefinowym PAO 8 z grafenem i/lub z ZDDP. Za pomocą mikroskopu skaningowego zbadano skład chemiczny powłoki TiAlN, 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 tarciowych. Uzyskane wyniki badań wskazały, że dodatek ZDDP i grafenu do oleju poli(α)olefinowego wpłynął na zmniejszenie współczynnika tarcia.