Determination of friction coefficients at elevated temperatures for some Al, Mg and Ti alloys

The results of research on friction conditions of alloys: magnesium Mg4AlZn, titanium Ti6Al4V and aluminum 6101A are presented in this paper. The aim of these research was determining values of friction factors and coefficients, which characterize constant friction model and Coulomb's model within the range of hot metal forming temperatures at various lubrication conditions. In the research works the ring tests were applied. For the alloy Mg4AlZn the samples were heated to the temperatures: 250°C, 350°C and 450°C, for aluminum alloy 6101A to the temperatures: 350°C, 400°C, 450°C and for alloy Ti6Al4V to the temperatures: 850°C, 900°C, 950°C. Tests were made in conditions of friction without lubrication and with the application of lubricants: tallow with graphite, Aquagraphite CP, Lubrodal-F318 and on the basis of molybdenum disulfide. Friction factors and coefficients values were determined on the basis of comparison of experimental research results wih results of the conducted tests simulations. The value of factor and coefficient which guaranteed the best convergance of theoretical and experimental dimensions of upset samples was assumed as optimal. On the basis of the obtained results the influence of temperature on friction conditions and effectiveness of the used lubricants were determined in relation to analyzed alloys.

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań warunków tarcia stopów: magnezu Mg4AlZn, tytanu Ti6Al4V oraz aluminium 6101A. Celem badań było wyznaczenie wartości czynników i wspłóczynników tarcia charakteryzujących odpowiednio model tarcia stałego oraz model Coulomba w zakresie temperatur obrówbki plastycznej na gorąco przy różnych warunkach smarowania. W badaniach zastosowano metodę spęczania próbki pierścieniowej. Dla stopu Mg4AlZn prówbki nagrzewano do temperatur: 250°C, 350°C oraz 450°C, dla stopu aluminium 6101A do temperatur: 350°C, 400°C, 450°C oraz dla stopu Ti6Al4V do temperatur: 850°C, 900°C, 950°C. Testy wykonano w warunkach tarcia suchego oraz z zastosowaniem smarów: łoju z grafitem, Akwagrafitu CP, Lubrodalu-F318 oraz na bazie dwusiarczku molibdenu. Wartości czynników i współczynników tarcia wyznaczono na podstawie porównania wyników doświadczalnych z rezultatami symulacji przeprowadzonych testów. Za optymalną przyjmowano taką wartość współczynnika lub czynnika tarcia, która zapewniła najlepszą zbieżność pomiędzy teoretycznymi i doświadczalnymi wymiarami spęczonych próbek. Na podstawie uzyskanych rezultatów określono wpływ temperatury na warunki tarcia oraz skuteczność użytych smarów w odniesieniu do badanych stopów.