Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania Przedstawiono wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni i właściwości tribologicznych stopu aluminium EN AW-AlCu4MgSi(A) po różnych obróbkach wykończeniowych: szlifowaniu, polerowaniu i nagniataniu tocznym. Do badania odporności na zużycie ścierne oraz wyznaczenia współczynnika tarcia użyto testera T-01M. Testy przeprowadzono w warunkach tarcia suchego, metodą ball-on-disc. Jako przeciwpróbkę zastosowano polerowaną kulkę z ceramiki Al 2 O 3

more »

... o średnicy ⌀6 mm. Po nagniataniu uzyskano w badaniach tribologicznych około dwukrotne zmniejszenie wskaźnika zużycia objętościowego w porównaniu ze szlifowaniem i polerowaniem. W zależności od rodzaju obróbki powierzchniowej współczynniki tarcia wynoszą: 0,45 po szlifowaniu, 0,34 po polerowaniu i 0,32 po nagniataniu tocznym. SŁOWA KLUCZOWE: nagniatanie toczne, szlifowanie, polerowanie, właściwości tribologiczne, chropowatość powierzchni Investigation's results of the surface geometric structure and tribological properties of the aluminum alloy EN AW--AlCu4MgSi(A) processed by various finishing treatments: grinding, polishing and ball burnishing are presented in the paper. The test of abrasive resistance and friction coefficient determination was carried out by usage of the T-01M tester. The tests were carried out under dry friction conditions using the ball-on-disc method. As a counter-sample, a polished Al 2 O 3 ceramic ball with a diameter of 6 mm was used. After burnishing, comparing to grinding and polishing, an approximate twice reduction of the volume wear rate was obtained. Depending on the type of surface treatment mean friction coefficients are 0.45 after grinding, 0.34 after polishing and 0.32 after ball burnishing. Jedną z głównych cech jakości technologicznej części maszyn jest ich odporność na zużywanie się, najczęściej determinowana właściwościami ich warstwy wierzchniej, a zwłaszcza strukturą geometryczną powierzchni, twardością materiału i stanem naprężeń własnych pozostałych po obróbkach. Odpowiednie właściwości warstwy wierzchniej części maszyn kształtowane są najczęściej w procesach obróbki mechanicznej, nierzadko poprzedzonej obróbką cieplną, a niekiedy -cieplno-chemiczną. Istotny wpływ na zużywanie się części maszyn mają m.in. chropowatość powierzchni oraz twardość warstwy wierzchniej [1, 8] . Właściwości warstwy wierzchniej części maszyn mogą być kształtowane m.in. za pomocą obróbki wykończeniowej nagniataniem. Polega ona na miejscowym odkształcaniu plastycznym na zimno przedmiotu poprzez siłowe i kinetyczne współdziałanie gładkiego narzędzia z powierzchnią obrabianą. Uzyskane w tym procesie przemieszczenie nierówności i zgniot powierzchni powodują zmniejszenie chropowatości powierzchni i zwiększenie udziału materiałowego jej profilu, a także umocnienie warstwy wierzchniej materiału i uzyskanie w niej korzystnego stanu naprężeń (naprężeń ściskających). To z kolei przekłada się na zwiększenie odporności powierzchni na ścieranie i trwałości pasowania współpracujących części, umożliwienie przenoszenia większych nacisków powierzchniowych oraz poprawę wytrzymałości zmęczeniowej [2] [3] [4] [5] [6] 9] . Mając na uwadze zastosowanie stopów aluminium w branży motoryzacyjnej i lotniczej, jedną z ważnych cech użytkowych są właściwości tribologiczne tych stopów. Znajomość charakterystyk tribologicznych jest istotna podczas projektowania, doboru materiału i technologii produkcji części maszyn [3, 6, 7] . Dlatego celem opisywanych badań była charakterystyka tribologiczna wybranego gatunku stopu aluminium EN AW-AlCu4MgSi(A), wykorzystywanego w tych gałęziach przemysłu. Badania stopu przeprowadzono w stanie po wykończeniowej obróbce powierzchniowej zgniotem oraz - dla porównania -po szlifowaniu i polerowaniu. Badano odporność na zużycie ścierne i dynamiczny współczynnik tarcia. Należy zaznaczyć, że nagniatanie jest obróbką bez wiórów i pyłów, o małej emisji hałasu i niskiej energochłonności, a zatem - ekologiczną. Metodyka badań Celem badań było wyznaczenie podstawowych właściwości tribologicznych stopu EN AW-AlCu4MgSi(A) w stanie utwardzenia T451 (z atestem hutniczym 3.1). Z tego stopu produkuje się elementy konstrukcyjne samolotów, maszyn, sprzętu wojskowego oraz podzespoły dla przemysłu motoryzacyjnego. Charakteryzuje się on wysoką wytrzymałością na rozciąganie oraz wysoką wytrzymałością zmęczeniową. W tabl. I przedstawiono skład chemiczny, a w tabl. II podano właściwości mechaniczne badanego stopu aluminium.