The influence of surface topography on selected tribological properties of hardened 100Cr6 steel after turning *

ABSTRACT: Results of surface topography analysis and selected tribological properties of samples of 100Cr6 bearing steel after turning with variable feed are presented. The hardness of samples after heat treatment carried out in a vacuum furnace (including quenching and double tempering) was 60 ±1 HRC. The influence of turning feed on surface topography after machining as well as selected tribological properties were determined. Depending on the surface topography of samples, differences between values of friction coefficients and wear rates were about 25%. Moreover, along with the surface roughness changing, different nature of wear was found.

KEYWORDS: surface roughness, bearing steel, turning, coefficient of friction, wear

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki analizy topografii powierzchni oraz wybranych właściwości tribologicznych próbek ze stali łożyskowej 100Cr6 po toczeniu ze zmiennym posuwem. Twardość próbek po obróbce cieplnej, przeprowadzonej w piecu próżniowym (obejmującej hartowanie i dwukrotne odpuszczanie), wynosiła 60 ±1 HRC. Analizowano wybrane parametry chropowatości powierzchni. Określono wpływ posuwu toczenia na topografię powierzchni po obróbce, a także na wybrane właściwości tribologiczne. Różnice między wartościami współczynnika tarcia i zużycia wyniosły ok. 25% w zależności od topografii powierzchni próbek. Ponadto wraz ze zmianą chropowatości powierzchni stwierdzono różny charakter zużycia.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, stal łożyskowa, toczenie, współczynnik tarcia, zużycie

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Matuszewski M. „Kierunkowość struktury geometrycznej powierzchni w transformacji warstwy wierzchniej”. Rozprawa doktorska. Bydgoszcz, 2013.

[2] Sahin M., Cetinarslan C.S., Akata H.E. “Effect of surface roughness on friction coefficients during upsetting processes for different materials”. Materials and Design. 28 (2007): 633–640.

[3] Adamczak S. „Pomiary geometryczne powierzchni. Zarysy kształtu, falistość i chropowatość”. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 2008.

[4] Krzos J. „Struktura geometryczna powierzchni”. Obróbka Metalu. 1 (2012): 56–65.

[5] Oczoś K.E., Liubimov V. „Struktura geometryczna powierzchni. Podstawy klasyfikacji z atlasem charakterystycznych powierzchni kształtowanych”. Rzeszów: Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej, 2003.

[6] Kalisz J. „Właściwości tribologiczne warstwy wierzchniej po obróbkach wykończeniowych stopu aluminium”. Mechanik. 7 (2018): 492–495.

[7] Mathia T.G., Pawlus P., Wieczorowski M. “Recent trends in surface metrology”. Wear. 271 (2011): 494–508.

[8] Sedlaček M., Podgornik B., Vižintin J. “Correlation between standard roughness parameters skewness and kurtosis and tribological behaviour of contact surfaces”. Tribology International. 48 (2012): 102–112.

[9] Sedlaček M., Podgornik B., Vižintin J. “Influence of surface preparation on roughness parameters, friction and wear”. Wear. 266 (2009): 482–487.

[10] Svahn F., Rudolphi Å.K., Wallén E. “The influence of surface roughness on friction and wear of machine element coatings”. Wear. 254 (2003): 1092–1098.

[11] Zagórski I., Kulisz M., Warda T. „Wpływ parametrów technologicznych na chropowatość powierzchni po toczeniu oraz predykcja chropowatości z użyciem sztucznych sieci neuronowych”. Mechanik. 10 (2018): 898–900.

[12] Toboła D., Brostow W., Czechowski K., Rusek P. “Improvement of wear resistance of some cold working tool steels”. Wear. 382–383 (2017): 29–39.

[13] Grzesik W., Żak K. “Comparison of surface textures produced by finish cutting, abrasive and burnishing operations in terms of their functional properties”. Journal of Machine Engineering. 13, 2 (2013): 46–58.

[14] Dobrzański L.A. „Kształtowanie struktury i własności powierzchni materiałów inżynierskich i biomedycznych”. Gliwice: International OCSCO WORD PRESS, 2009.

[15] Toboła D., Brostow W., Czechowski K., Rusek P., Wronska I. “Structure and properties of burnished and nitride AISI D2 tool steel”. Materials Science – Medžiagotyra. 21 (2015): 511–516.

[16] Toboła D. “Impact of mechanical processes as a pre-sulphonitriding treatment on tribology properties of selected P/M tool steels”. Materials. 12 (2019): 3431.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.11.95

 

* Artykuł recenzowany