MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
Edward WANTUCH
Wpływ pola magnetycznego podczas polerowania magnetościernego na wybrane cechy warstwy wierzchniej przedmiotu
Współczesną technikę cechuje wysoka niezawodność i trwałość połączona najczęściej z wydłużonym okresem bezobsługowej pracy urządzeń. Dla uzyskania wymaganej niezawodności eksploatacyjnej współczesnych maszyn i urządzeń w wielu przypadkach stosuje się niekonwencjonalne technologie obróbki umożliwiające kształtowanie specjalnych właściwości eksploatacyjnych elementów. Jednym z przykładów może być zapewnienie bezawaryjnej pracy ślizgowych łożysk korbowodu, wykonanego ze stali 16MnCr5 do sprężarek agregatów chłodniczych, dla których w finalnej fazie obróbki czopa wału zastosowano technologię polerowania magnetościernego. Artykuł prezentuje wybrane wyniki badań odporności na zużycie ścierne elementów obrobionych magnetościernie wraz z analizą oddziaływania stałego pola magnetycznego z ferromagnetycznym przedmiotem podczas tego rodzaju obróbki. Przeprowadzona analiza wykazuje synergiczny wpływ pola magnetycznego i ciepła obróbki, co umożliwia uzyskanie korzystnych zmian własności warstwy wierzchniej (WW) przedmiotu z tribologicznego punktu widzenia. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że kinematyka ruchu har- towanego przedmiotu stalowego w polu magnetycznym podczas obróbki, powoduje magnetomechaniczne oddziaływanie pola na ferromagnetyczny martenzyt zawarty w hartowanej stali. Energia pola magnetycznego zmienia stan pierwotnej równowagi termodynamicznej stref warstwy wierzchniej znajdujących się w różnych zakresach temperatury. Podczas obróbki przedmiotu, strefy przypowierzchniowe warstwy wierzchniej o grubości rzędu mikrometrów pozostają pod wpływem silnego gradientu temperatury uzyskując wysoką temperaturę zmieniającą się od temperatury otoczenia do temperatury powyżej temperatury punktu Curie dla stali. W badaniach eksperymentalnych metodą spektroskopii rentgenowskiej oraz metodą RBS (Rutherford Beam Spectroscopy) zidentyfikowano i potwierdzono bezpośredni oraz pośredni wpływ pola magnetycznego na skład fazowy hartowanej stali, a w badaniach strukturalnych metodą spektroskopii mosbauerowskiej cienkich warstw ok.100 nm, udokumentowano zmniejszanie się ilości austenitu szczątkowego w warstwie wierzchniej przedmiotów po polerowaniu magnetościernym.
Influence of a magnetic field during magnetoabrasive polishing upon the selected features of the object's surface layer
Modern technology is characterized by high reliability and durability, most often connected with a long period of a device's maintenance with low exploitation costs. In order to achieve operating reliability of modern machines and devices, in many cases unconventional machining technologies are applied that allow for forming special usage qualities of elements. One of the examples may be providing a fault-free exploitation of slide bearing of the shaft neck made of 16MnCr5 steel, for refrigerating unit compressors, where at the final stage of machining the magnetoabrasive polishing technology was used. The paper presents selected research results of the abrasive resistance in elements subject to magnetoabrasive polishing together with the analysis of the constant magnetic field interactions with a ferromagnetic object during such machining. The conducted analysis indicates at a synergic infl uence of the magnetic field and the machining heat, which allows for obtaining favourable changes to the surface layer (SL) qualities in the object from the tribological point of view. A movement of a steel, hardened object in the magnetic field causes magnetomechanic impact of the field upon ferromagnetic martensite. The magnetic field energy disturbs the primary thermodynamic state of the surface layer zones subject to temperatures from the martensite transformation temperature range. When polishing, the near-surface zones of the surface layer gain high temperature and remain under the influence of high temperature gradient, changing in the layer of several micrometers from the ambient temperature to temperature above Curie point for steel. Experimental research with the X-ray diffraction and the RBS (Rutherford Beam Spectroscopy) method confirmed direct influence of a magnetic field upon the phase composition of hardened steel, and structural research of thin layers of c.a. 100 nm with the application of the Mössbauer spectroscopy indicate at decreasing amount of rudimentary austenite in the surface layer of a steel object after magnetoabrasive polishing.