4 . 1 . C e l i z a k r e s a n a l i z y
C e le m t e g o e ta p u b a d a ń j e s t d o k o n a n ie s z a c u n k o w y c h o b li c z e ń w a r t o ś c i w s p ó łc z y n n i k a t a r c i a ż e l iw a s z a r e g o w e w s p ó łp r a c y ś l iz g o w e j z p r o je k t o w a n y m i p o w ł o k a m i k o m p o z y t o w y m i , w y t w o r z o n y m i m e t o d ą t e c h n o lo g ic z n ą i m o d y f i k o w a n y m i e k s p lo a t a c y jn ie , w z a le ż n o ś c i o d z e s t a w u u ż y t y c h m a t e r i a łó w m o d y f ik u j ą c y c h . W r a m a c h m e t o d t e c h n o lo g ic z n y c h b ę d ą u ż y w a n e n a s t ę p u ją c e m a t e r i a ły : N i , C u a w r a m a c h m e t o d e k s p lo a t a c y jn y c h : C u i M o S 2.
4.2. Symulacja współpracy ślizgowej z żeliwa szarego z powłoką kompozytową
N a p o t r z e b y s y m u l a c j i w s p ó łp r a c y ś l iz g o w e j o m a w ia n y c h p o w ł o k p r z y ję t o p r z e d s t a w i o n e w r o z d z ia l e 3 . 2 . w a r ia n t y , t j . p o w ło k ę m o d y f ik o w a n ą t e c h n o lo g ic z n i e i t e c h n o lo g ic z n o - e k s p lo a t a c y j n ie . D o d a t k o w o o g r a n ic z o n o z a k r e s e k s p lo a t a c ji s k o ja r z e n ia d o c z a s u , g d y w y d z i e le n ia m e t a lu m o d y f ik u j ą c e g o z o s t a ły z u ż y t e n a t y l e , ż e ż e l i w o w s p ó łp r a c u je p r z e d e w s z y s t k im z m e t a le m m o d y f ik u j ą c y m . P o w i e r z c h n i a s t y k u ż e l iw a z e s p o r a d y c z n ie w y s t ę p u j ą c y m i w i e r z c h o łk a m i R max t le n k u g li n u j e s t p o m i j a l n i e m a ła ( d l a A P T R max= 4 , 9 L i m , ś r e d n ia w y s o k o ś ć w y d z ie le ń h = 8 n m ) . P o z u ż y c iu o k r e ś lo n e j w y s o k o ś c i w y d z ie le ń w ie lk o ś ć R P S w z r a s t a z n a c z n ie , c o p o w o d u j e k i l k u k r o t n y s p a d e k n a c i s k ó w je d n o s t k o w y c h , a w k o n s e k w e n c j i z m n ie j s z a w s p ó ł c z y n n i k t a r c ia .
P o t r z e b n e d o w z o r u ( 3 ) n a w s p ó ł c z y n n i k t a r c i a w a r t o ś c i o d n o s z ą s ię d o : T - m e t a lu m o d y f ik u j ą c e g o , t j . N i lu b C u a H B - A I2O 3 lu b N i . Ś c in a n ie m o s t k ó w s c z e p ie ń o d b y w a s ię w m e t a lu m o d y f i k u j ą c y m , a o d p o r n o ś ć n a n a c is k i z a p e w n ia A P T lu b N i . Z a ło ż e n ie , ż e ś c in a n ie o d b y w a s ię w n i k l u , d o t y c z y p o w ł o k i k o m p o z y t o w e j, w k t ó r e j t w a r d o ś ć w y d z ie le ń n i k l u je s t m n i e js z a o d t w a r d o ś c i ż e l iw a s z a r e g o .
W w a r ia n c ie d r u g im s c z e p ie n ia t w o r z ą s ię m ię d z y ż e l iw e m i m ie d z i ą , k t ó r e j w y t r z y m a ło ś ć n a ś c in a n ie j e s t z a le ż n a o d w a r u n k ó w m e t a l o p l a t e r o w a n i a [ 5 5 , 9 1 ] i t e m p e r a t u r y [ 8 4 , 8 5 ] . Z a k ła d a ją c , ż e t e m p e r a t u r a m ie d z i z n a jd u ją c e j s ię w s t r e f ie t a r c i a z m i e n i a s ię o d t e m p e r a t u r y o t o c z e n i a - p r z y r o z r u c h u - d o w a r t o ś c i p a n u ją c e j w m ik r o o b s z a r a c h , p r z e k r a c z a ją c e j t e m p e r a t u r ę t o p n i e n ia , m o ż e m y p r z e p r o w a d z i ć a n a liz ę t e o r e t y c z n ą o p o r ó w t a r c i a w e d łu g z a le ż n o ś c i
( 3 ) p o d a n e j w r o z d z ia le 3 . 2 . W r a z z e w z r o s t e m t e m p e r a t u r y m ie d z i m a le je j e j w y t r z y m a ło ś ć n a ś c in a n ie ( x ) , z g o d n ie z d a n y m i z a w a r t y m i w t a b e li 3 .
P o t r z e b n y d o o b li c z e ń w s p ó łc z y n n i k a t a r c ia d r u g i c z ło n w z o r u ( 3 ) , t j . ś r e d n i k ą t n a c h y le n ia r z e c z y w is t y c h p o w ie r z c h n i s t y k u d o k i e r u n k u s i ł y s t y c z n e j, z a le ż y o d k ą t a p o c h y le n ia w ie r z c h o łk ó w n ie r ó w n o ś c i ż e liw a . Z a k ła d a m y , ż e s t y k p o w ie r z c h n i ż e l iw a z p o w ie r z c h n ią P K o d b y w a s ię n a w ie r z c h o łk a c h w y d z ie le ń m e t a lu m o d y f ik u j ą c e g o . W i e r z c h o ł k i te p r z y j m u j e m y j a k o id e a ln ie g ła d k ie , ś c ię te p a r a b o l o id y , k t ó r y c h g ó r n e k r a w ę d z ie s ą r ó w n o le g łe d o k ie r u n k u r u c h u . P o n ic h ś l iz g a ją s ię w y s t ę p y n ie r ó w n o ś c i p o w ie r z c h n i ż e l iw a , k t ó r y c h ś r e d n i k ą t a m ie ś c i s ię w p r z e d z ia le 0 ° + 2 ° p o d o t a r c i u ( R a = 0 , 0 5 ( im , t g a = 0 , 0 0 5 ) .
W c e lu p r z e p r o w a d z e n ia o b lic z e ń p o c z y n io n o n a s tę p u ją c e z a ło ż e n ia :
- w s p ó łc z y n n i k t a r c ia je s t o b lic z a n y z w z o r u E r n s ta i M e r c h a n t a o p is a n e g o w r o z d z . 3 , w z ó r 3 ,
H = — + t g a H B
- t w a r d o ś ć p o w ł o k i k o m p o z y t o w e j j e s t t w a r d o ś c i ą A P T lu b N i ,
- z a ło ż o n o , ż e ś c in a n ie o d b y w a s ię t y l k o w e w n ą t r z n i k l u ( n i k i e l m i ę k k i ) lu b m ie d z i w m e t o d z ie t e c h n o lo g ic z n e j o r a z w w a r s t e w c e p la t e r u ( C u , M0 S 2) w m e t o d z ie e k s p lo a t a c y jn e j, - p o w ie r z c h n ia ż e l i w a j e s t d o ta r ta , a j e j c h r o p o w a t o ś ć j e s t b a r d z o m a ła ( R a= 0 ,0 5 |0.m , n = 1 0 ),
d la t e g o k ą t a m ie ś c i s ię w p r z e d z ia le 0+ 2 °,
- p r a c a t a r c i a z a m ie n ia s ię w c i e p ło p o w o d u ją c e z n a c z n y w z r o s t t e m p e r a t u r y w m ik r o o b s z a r a c h s t y k u ( d o c h o d z i d o s t o p ie n ia m ik r o o b j ę t o ś c i m e t a lu o n iż s z e j t e m p e r a t u r z e t o p n ie n ia ) .
P o tr z e b n e d o o b lic z e ń w a r t o ś c i s ta ły c h m a t e r ia ło w y c h z e s t a w io n o w t a b e la c h 2 i 3 i n a w y k r e s i e ( r y s . 1 3 ), a u z y s k a n e w y n i k i p r z e p r o w a d z o n y c h o b li c z e ń n a w y k r e s a c h , r y s . 1 5 i 1 6 .
D o a n a li z y p r z y ję t o d w a w a r ia n t y p o w ł o k k o m p o z y t o w y c h :
1. P o w ł o k a m o d y f ik o w a n a t e c h n o lo g ic z n ie ( t e c h n o lo g ic z n a w a r s t w a w ie r z c h n ia ) , a ) A P T + N i , b ) A P T + C u
2 . P o w ł o k a m o d y f ik o w a n a e k s p lo a t a c y jn ie ( e k s p lo a t a c y jn a w a r s t w a w i e r z c h n ia ) a ) A P T + N i + C u , b ) A P T + N i + M o S 2.
D o o b li c z e ń p r z y ję t o n a s tę p u ją c e w a r t o ś c i g r a n ic z n e w ła ś c i w o ś c i s k ła d n ik ó w P K : 1. T w a r d o ś ć A P T : H B min = 4 5 0 M P a , H B max = 5 0 0 i 1 0 0 0 M P a
2 . T w a r d o ś ć e le k t r o li t y c z n ie o s a d z a n e g o n i k l u : H B min = 1 8 0 M P a , H B max = 3 6 0 M P a . 3 . T w a r d o ś ć e le k t r o li t y c z n ie o s a d z a n e j m ie d z i : H B min = 5 4 M P a , H B max = 1 3 5 M P a .
4 . W a r t o ś ć n a p r ę ż e ń n a ś c in a n ie x d o t y c z y n i k l u , m ie d z i i M o S 2; w p r z y p a d k u C u n a p r ę ż e n ie
x z a le ż y o d t e m p e r a t u r y w s t r e f ie t a r c i a ( d l a C u x mi „ = 5 M P a , t raax = 1 1 0 M P a ) i n ie z a le ż y
o d z g n i o t u ( k r z y w a 4 , r y s . 1 3 ) ; w p r z y p a d k u e le k t r o li t y c z n y c h w y d z ie le ń N i w p ł y w t e m p e r a t u r y i z g n i o t u k o m p e n s u ją s ię d o o k o ł o 4 5 0 ° C . ( d l a N i x mln = 2 0 0 M P a , x max = 3 0 0 M P a ) , d la M 0 S 2 Tmin = 2 ,1 M P a , x maK = 2 , 6 M p a .
5 . K ą t p o c h y l e n ia w i e r z c h o ł k ó w n ie r ó w n o ś c i d la ż e l iw a s z a r e g o p o d o t a r c i u j e s t b a r d z o m a ł y (OCmjn — 0 ° , OCmax = 2 ° ) .
T a b e l a 3 Z estaw ien ie w łaściw o ści m echanicznych m iedzi w różn y ch tem p eratu rach [85]
T em p eratu ra
K °C
Rm M P a
a5
%
l "
M Pa
293 20 225 32+60 130
433 160 188 32 110
573 300 134,5 30 80
683 41 0 86,6 19 50
828 55 0 49 ,4 14 29
923 65 0 33,6 15 19,5
1063 790 19,4 14 11,2
1243 9 7 0 8,1 6 4,7
11 W y zn aczo n o w g h ip o tezy H u b era x™,*. = 0 ,5 8 a„ieb.
S ta łe m a t e r i a ło w e z a c z e r p n ię t o z b a d a ń w ła s n y c h i z p r a k t y k i f i r m y M T U z M o n a c h i u m [ 1 7 ] o r a z in n y c h p r a c [ 6 2 , 9 3 ] . W a r t o ś c i t w a r d o ś c i p r z e l ic z o n o n a t w a r d o ś ć w g H B z g o d n ie z n o r m ą n ie m ie c k ą [ 1 0 0 ] i p o ls k ą [ 1 0 1 ] o r a z w s k a z ó w k a m i z a w a r t y m i w p r a c a c h [ 1 0 2 , 1 0 3 ].
S c h e m a t s t y k u w i e r z c h o ł k ó w n ie r ó w n o ś c i p o w ie r z c h n i ż e l iw a z m a t e r ia łe m k o m p o z y t o w y m p o k a z a n o n a r y s u n k u 1 6 .
R y s. 13. W y k res zależn o ści nap rężeń ścin ający ch m iedzi (t) od tem peratury (T ) i o d k ształcen ia (e):
1 - T = 4,2 K; 2 - T = 77 K; 3 - T = 293 K; 4 - T = 6 0 0 K [84]
Fig. 13. Dependence of shear stress (x) on temperature (T) and strains (e) for copper
G r a f ic z n e in t e r p r e t a c je u z y s k a n y c h w y n i k ó w o b li c z e ń p r z e d s t a w io n o n a r y s u n k a c h 1 4 i 1 5 .
4. 3. Wyniki obliczeń szacunkowych
5 0 0
HB [ M P a ] 5
R y s. 1 4 a. W ykres o b liczeniow ych w arto ści w sp ółczynnika tarcia sk o jarzen ia żeliw o /A P T + C u ( a = 0°). (S trzał
k am i zaznaczono sp o só b odczytyw ania w artości dla w ybranych w arto ści t i HB)
F ig . 14a. T h eoretical calculated frictio n c o efficien t in C I/A H C + C u p airing ( a = 0°) (T h e arrow s show how the frictio n co efficien t should be read for given x and H B )
R y s. 1 4 b . W ykres o b liczeniow ych w arto ści w sp ółczynnika tarcia sk o jarzen ia żeliw o /A P T + N i ( a = 0°) F ig . 1 4.b. T heo retical calculated frictio n coefficien t in C l/A H C + N i p airin g ( a = 0°)
63
5
R y s. 15a. W ykres o b liczen io w y ch w arto ści w sp ó łczy n n ik a ta rcia sk o jarzen ia żeliw o /A P T + N i+ C u ( a = 0°) F ig . 1 5 .a. T h eo retical calcu lated frictio n c o efficien t in C I/A H C + N i+ C u p airing ( a = 0°)
R y s. 1 5 b . W ykres obliczen io w y ch w a rto ści w sp ó łczy n n ik a tarcia sk o jarzen ia Z l/A P T + N i+ M o S2 ( a = 0°);
F ig . 1 5 b . T h e o re tic a l calculated frictio n c o efficien t in C I/A H C + N i+ M o S2 p a irin g ( a = 0°)
64
1.0
■0.0
-1.5
-20
-2.5
-3.0 -18.4660 -18.4650 -18.4640 -184630 -18.4620 -18.4610 -18.4600 -18.4590 -18.4580 -13.4570
n illim e tr e s
R y s. 16. S ch em at styku w y stęp ó w n ieró w n o ści po w ierzch n i żeliw a (a) z k om pozytem (b). (L in ią g ru b ą zaz n a czono położenie linii średniej pro filu chropow atości kom pozytu, a - k ą t po ch y len ia po w ierzch n i styku) F ig . 16. R o u ghness pro tru sio n co n tact b etw een cast iron (a) and A1MC (b); (W ith heavy line the av erag e line o f com posite ro u g h n ess has been m arked, a - su rface tilt angle o f th e co ntact area)
4. 4. Omówienie wyników obliczeń i wnioski
N a p r z e d s t a w io n y c h n a r y s u n k a c h 1 4 i 1 5 w y n i k a c h o b li c z e ń t e o r e t y c z n y c h w s p ó łc z y n n ik a t a r c i a d la p r a c u ją c y c h b e z s m a r o w a n ia c z t e r e c h a n a liz o w a n y c h s k o ja r z e ń w id a ć w y r a ź n y w p ł y w s k ła d u p o w ł o k i k o m p o z y t o w e j n a o p o r y t a r c ia . M a k s y m a l n y w s p ó łc z y n n i k t a r c ia ( 0 , 6 5 ) u z y s k u je s ię d la p o w ł o k i A P T + N i , w k t ó r e j t le n e k m a n ą jn iż s z ą - t w a r d o ś ć ( 4 5 0 M P a , r y s . 1 4 b ) , a w y d z ie le n i a n i k l o w e m a j ą n a jw y ż s z ą w y t r z y m a ło ś ć n a ś c in a n ie . D o t y c z y t o o k r e s u w s p ó łp r a c y , w k t ó r y m d o c h o d z i d o k o n t a k t u ż e l iw a z d o t a r t ą A P T . T w a r d o ś ć j e s t c e c h ą A P T , a w y t r z y m a ło ś ć n a ś c in a n ie d o t y c z y n i k l u . S ta n t a k i p o ja w ia s ię p o z u ż y c iu w y d z ie le ń d o w y s o k o ś c i p o r ó w n y w a ln e j z m a k s y m a ln y m i w y s o k o ś c ia m i n ie r ó w n o ś c i t le n k u . N i k i e l o m a łe j t w a r d o ś c i j e s t s z y b c ie j d e f o r m o w a n y p la s t y c z n ie i d o c h o d z i d o k o n t a k t u ż e l i w a z A P T , k t ó r e j t w a r d o ś ć je s t w y ż s z a . W y t w o r z e n ie P K n a s p e c ja ln y m t le n k u ( o t w a r d o ś c i d o 1 1 0 0 H B ) o b n iż a w s p ó łc z y n n i k t a r c i a p r a w ie d o j e d n e j t r z e c ie j ( d o 0 , 2 0 ) . J e s t t o w s k a z ó w k a d la o p t y m a li z a c j i p r o c e s u w y t w a r z a n i a p o w ł o k k o m p o z y t o w y c h , w k t ó r y m m o ż n a s te r o w a ć t w a r d o ś c i ą A P T . N a r y s u n k a c h p r z e d s t a w io n o w y n i k i t y l k o d la p o w ie r z c h n i d o t a r t e j ( a = 0 ° ). U w z g lę d n i a j ą c in n e k ą t y n a le ż y d o o b li c z o n e j w a r t o ś c i d o d a ć ta n g e n s t e g o k ą ta , n p . 0 , 0 3 5 d la a = 2 . D l a s k o ja r z e ń A P T + N i , w k t ó r y c h n i k i e l w y k a z u je w y ż s z ą w y t r z y m a ło ś ć n a ś c in a n ie , d o d a n ie t e j w a r t o ś c i z m i e n i w s p ó łc z y n n i k t a r c i a o k i l k a p r o c e n t . P r z y c z y n ą d u ż y c h w a r t o ś c i w s p ó łc z y n n i k a t a r c i a i n ie w i e l k i e g o w p ł y w u c h r o p o w a t o ś c i j e s t t o , ż e t a r c i e o d b y w a s ię p r z e d e w s z y s t k im p o m i ę d z y d w o m a p a r t n e r a m i, t j . ż e l iw e m i n ik le m . W y t r z y m a ł o ś ć n a
3 i R m a x = !0 .3 4 > im :
• • — J— J— J— J— J— J— J— J— —
; i i i !
; •: :
: : :
--- :---:---:---:--- :---:---:---
;---:---: : : : : : : : : :
b i i : : : ■ ' ' T ' T ' T
: : : : : : : : : : : :
i i :
— - j - . —i — . i ~ : ! ; . . . . i— ^— j —
: : :
: : : : : : : : : — ,•—:
: : ; i i i : : : :
— j --- ---j--- i • - • - ...
‘ ■ ' ï â = ï . 2 ï Ü n t * T " . . . .
Rlnax y 1.4 ji ml j j j • j j
ś c in a n ie n i k l u j e s t d u ż a w p o r ó w n a n i u z w y t r z y m a ło ś c ią m ie d z i i d la t e g o p r z e w a ż a p ie r w s z y c z ło n r ó w n a n i a E r n s t a i M e r c h a n t a .
G d y m e t a le m m o d y f ik u j ą c y m j e s t C u , u z y s k u je s ię z n a c z n ie n iż s z ą w a r t o ś ć w s p ó łc z y n n ik a t a r c i a | i o d 0 , 2 2 d o 0 , 2 5 ( d l a 1 = 1 1 0 M P a , r y s . 1 4 a ) b e z u w z g lę d n ie n ia w p ł y w u t e m p e r a t u r y w s t r e f ie t a r c i a i | i = 0 , 0 3 + 0 , 0 5 , g d y u w z g lę d n i m y s p a d e k w y t r z y m a ło ś c i n a ś c in a n ie C u w r a z z e w z r o s t e m t e m p e r a t u r y w m ik r o o b s z a r a c h s t r e f y t a r c i a ( d l a x = 5 M P a , r y s 1 4 a ). W a r t o ś c i te s ą d o o s ią g n ię c ia p r z y z a ło ż e n iu , ż e w y s o k o ś ć w y d z ie le ń C u j e s t p o r ó w n y w a ln a z w y s o k o ś c ią w y s t ę p ó w n ie r ó w n o ś c i A P T ( R a d o 2 ( im , R m a x d o 5 ( i m ) . W p r z y p a d k u w y ż s z y c h w y d z ie le ń d o c h o d z i d o ic h d e f o r m a c ji p la s t y c z n e j a ż d o m o m e n t u w e jś c i a w s tr e fę s t y k u w y s t ę p ó w A P T . O k r e s t e n t r w a o k o ł o 1 0 g o d z in , d la t e g o p o m i n ię t o g o w o b li c z e n i a c h .
N a jw i ę k s z e m o ż li w o ś c i w p ł y w u t e c h n o lo g ii w y t w a r z a n i a n a o p o r y t a r c i a d a ją p o w ł o k i t r ó j s k ł a d n i k o w e A P T + N i + C u i A P T + N i + M o S2. J e ż e li n ik lo w a n ie z o s t a n ie w y k o n a n e s p e c ja l
n ą m e t o d ą d a ją c ą d r o b n o k r y s t a li c z n e i b a r d z o t w a r d e w y d z ie le n i a ( H B d o 1 0 0 0 [ 1 4 ] ) , a m ie d ź b ę d z ie o s a d z a n a e k s p lo a t a c y j n ie w w y n i k u p la t e r o w a n ia t a r c i o w e g o , t o m o ż n a u z y s k a ć w s p ó ł c z y n n i k t a r c i a p o n iż e j 0 ,1 ( d l a t = 5 M P a , r y s . 1 5 a ). T a k i e f e k t j e s t m o ż l i w y d z i ę k i d u ż e j t w a r d o ś c i A P T i n i k l u o r a z m a łe j o d p o r n o ś c i n a ś c in a n ie m ie d z i. O s a d z a n a e k s p lo a t a c y jn e m ie d ź n ie d a je p o w ł o k i c i ą g łe j. J e s t n a n o s z o n a w y s e p k o w o n a n a jw y ż s z y c h w y s t ę p a c h N i . D z i ę k i t e m u j e j t w a r d o ś ć n ie m a is t o t n e g o z n a c z e n ia . O s a d y C u m o ż n a t r a k t o w a ć j a k o s m a r s t a ły . N a p o d s t a w ie w y n i k ó w o b li c z e ń m o ż n a z a u w a ż y ć i s t o t n y w p ł y w c h r o p o w a t o ś c i p o w ie r z c h n i p o w ł o k t r ó js k ł a d n i k o w y c h . D l a g ła d k i e j p o w ie r z c h n i ( R a < 0 , 0 5 ; a = 0 ° ) o b l i c z e n i o w y w s p ó łc z y n n i k t a r c i a j e s t o k o ł o 4 0 % n iż s z y ( 0 , 1 ) n i ż d la p o w ie r z c h n i n ie d o t a r t e j (H = 0 , 1 4 d la a = 2 “ ). P r z y n i e w i e l k i e j w a r t o ś c i p ie r w s z e g o s k ła d n ik a r ó w n a n i a E r n s t a i M e r c h a n t a z a c z y n a o d g r y w a ć r o l ę ta n g e n s k ą t a p o c h y l e n ia p o w ie r z c h n i s t y k u . T y m c z a s e m d la p o w ł o k m o d y f ik o w a n y c h e k s p lo a t a c y jn ie M0 S 2 t e o r e t y c z n ie m o ż n a u z y s k a ć w s p ó łc z y n n i k t a r c i a o d 0 , 0 0 4 d o 0 , 0 1 5 ( r y s . 1 5 b ) . B y ł o b y t o p r a k t y c z n i e m o ż li w e , g d y b y ś c in a n ie o d b y w a ło s ię t y l k o w M o S 2, c o w y m a g a o s a d z a n ia w a r s t e w k i n a w ie r z c h o łk a c h N i . W r z e c z y w is t o ś c i n a w ie r z c h o łk a c h N i o s a d z a s ię n ie w i e l e M0 S 2, w ię c e j w z a g łę b ie n ia c h A P T . W te n s p o s ó b p o w ie r z c h n ia s t y k u j e s t s u p e r p o z y c j ą k i l k u s k ła d n ik ó w , w t y m t le n k u g l i n u , k t ó r y c h a r a k t e r y z u je s ię z n a c z n ie w ię k s z ą o d p o r n o ś ć n a ś c in a n ie , a t y m s a m y m z w ię k s z a o p o r y t a r c ia . W p r o c e s ie t a r c i a n a le ż y t e ż u w z g lę d n i ć ś c in a n ie s k ła d n ik ó w ż e l iw a o w y t r z y m a ło ś c i x m n ie js z e j o d t e g o p a r a m e t r u d la n i k l u ( 2 0 0 + 3 0 0 M P a ) . J e ż e li u d z i a ł A P T w z r o ś n ie d o p o z i o m u , p r z y k t ó r y m s i ł y p o t r z e b n e d o ś c in a n ia m o s t k ó w s c z e p ie ń p r z e k r o c z ą w y t r z y m a ło ś ć n a ś c in a n ie
ż e l iw a ( 1 5 0 + 4 5 0 M P a ) , t o p r o c e s ś c in a n ia p r z e n ie s ie s ię d o ż e l iw a , z w ię k s z a ją c j e g o z u ż y w a n ie .
N a p o d s t a w ie p r z e p r o w a d z o n y c h o b li c z e ń t e o r e t y c z n y c h d la w a r t o ś c i s k r a jn y c h p a r a m e t r ó w m a t e r i a ło w y c h ( x , H B i a ) m o ż n a s t w ie r d z ić , ż e a b y z a p e w n ić m a łe o p o r y t a r c ia , s tr e f a p r z y p o w i e r z c h n io w a s k o ja r z e ń ś l iz g o w y c h p o w in n a z a w ie r a ć p r z y n a jm n ie j 2 s k ła d n ik i, t j.
je d e n m a ją c y m a ł ą w y t r z y m a ło ś ć n a ś c in a n ie ( n p . C u ) i d r u g i d a ją c y d u ż ą t w a r d o ś ć ( n p . A P T lu b N i ) . W s k o ja r z e n ia c h s m a r o w a n y c h o b e c n o ś ć w s t r e f ie t a r c i a a n o d o w e j p o w ł o k i t le n k o w e j s o r b u ją c e j s u b s ta n c je s m a rn e m o ż e d o d a t k o w o z m n ie js z y ć w s p ó łc z y n n i k t a r c ia . O t r z y m a n ie t a k i e j w a r s t w y m e t o d ą t e c h n o lo g ic z n ą w y m a g a j e j m o z a ik o w e j b u d o w y z a p e w n ia ją c e j o d p o w i e d n i d o w y m a g a ń h ip o t e z y B o w d e n a u d z i a ł w s z y s t k ic h s k ła d n ik ó w w s t r e f ie t a r c ia . M o ż l i w e j e s t t e ż w y k o r z y s t a n ie m e t o d y e k s p lo a t a c y jn e g o d o s t a r c z a n ia t r z e c ie g o s k ła d n ik a , n p . C u z k o l o id a ln y c h z a w ie s in w o le j u lu b M o S2 z z a w ie s in o le jo w y c h . P r o c e s y w y t w a r z a n ia i e k s p lo a t a c ji n a le ż y t a k p r o w a d z ić , a b y c h r o p o w a t o ś ć p o w ie r z c h n i b y ł a m a ła .
W a r t o ś c i w s p ó łc z y n n i k a t a r c i a u z y s k a n e z o b li c z e ń n a le ż y t r a k t o w a ć j a k o o r i e n t a c y jn e i p o r ó w n a w c z e d la r ó ż n y c h p o w ł o k k o m p o z y t o w y c h . P r z e p r o w a d z o n e o b li c z e n i a w s k a z u ją k ie r u n e k z m ia n p r z y z a s t o s o w a n iu r ó ż n y c h w a r ia n t ó w p o w ł o k k o m p o z y t o w y c h , p o d w a r u n k i e m , ż e ś c in a n ie b ę d z ie o d b y w a ło s ię t y l k o w s ie c i k r y s t a l o g r a f i c z n e j C u lu b M o S 2. W p r a k t y c e w s k o ja r z e n iu s t r e f a s t y k u s t a n o w i m o z a ik ę k i l k u m a t e r i a łó w , w s k ła d k t ó r e j w c h o d z i t e ż o d p o r n y n a ś c in a n ie t le n e k a lu m in i u m , c o z w ię k s z a w s p ó łc z y n n i k t a r c ia . J e ż e li p o w ło k a A P T + N i z o s t a ła w y t w o r z o n a n a k o m p o z y c ie z a w ie r a ją c y m A I2O 3 lu b S iC , t o w y t r z y m a ło ś ć n a ś c in a n ie w s t r e f ie t a r c i a n ie w z r o ś n ie , p o n ie w a ż x d la o b y d w ó c h f a z z b r o j ą c y c h je s t m n ie js z e o d x d la A P T .
O b l ic z o n e w a r t o ś c i w s p ó łc z y n n i k a t a r c ia d la p o w ł o k d w u - i t r ó j s k ł a d n i k o w y c h r ó ż n i ą s ię m ię d z y s o b ą is t o t n ie , c o p o w in n o s t a n o w ić p o ż y te c z n ą w s k a z ó w k ę p r z y ic h w y t w a r z a n i u i z n a le ź ć o d z w ie r c ie d l e n i e w p la n o w a n y c h b a d a n ia c h la b o r a t o r y jn y c h .
N a p o d s t a w ie d o k o n a n y c h o b lic z e ń m o ż n a s f o r m u ło w a ć n a s tę p u ją c e w n io s k i:
1. P o p r z e z t e c h n o lo g ic z n y d o b ó r m a t e r i a łó w t w o r z ą c y c h w a r s t w ę w ie r z c h n ią s k o ja r z e n ia ż e l iw o / s t o p a lu m in i u m m o ż n a s t e r o w a ć w ła ś c i w o ś c i a m i t r i b o l o g i c z n y m i t e g o s k o ja r z e n ia . T e o r e t y c z n ie n a jle p s z e m o ż li w o ś c i u z y s k a n ia m a ły c h w a r t o ś c i w s p ó łc z y n n i k a t a r c i a s t w a r z a o b e c n o ś ć p r z y n a jm n ie j d w ó c h m a t e r ia łó w , t j . t w a r d e g o t le n k u a lu m in i u m i p o d a t n e g o n a ś c in a n ie n i k l u lu b m ie d z i.
2 . E k s p l o a t a c y j n y m i m e t o d a m i k s z t a łto w a n ia w a r s t w y w ie r z c h n ie j s t o p ó w a lu m in i u m m o ż n a u z y s k a ć is t o t n e z m n ie js z e n ie w s p ó łc z y n n i k a t a r c ia p o p r z e z p la t e r o w a n ie t a r c i o w e m ie d z i ą lu b d w u s ia r c z k ie m m o lib d e n u .