ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Reibung und Verschleiß von ZrO2-TiO2 oberflächenlegierter AI2O3-Keramik im ungeschmierten GleitkontaktAl2O3-Keramiken mit unterschiedlicher Porosität wurden mit Hilfe von CO2-Laserstrahlung umgeschmolzen und durch Zusätze von ZrO2 und TiO2 oberflächenlegiert. Die legierten Oberflächenschichten wiesen Dicken von etwa 200 m̈m und etwa 31 vol.% an ZrO2- und TiO2-reichen Phasen auf. Die zweiten Phasen waren homogen in der Oberfläche verteilt und bildeten sich bevorzugt an den Korngrenzen der α-A12O3-Matrix. Elektronenmikroskopische und EDX-Analysen wurden and den Legierungsschichten und den verschlissenen Oberflächen vorgenommen. Tribologische Versuche wurden ungeschmiert unter Bedingungen des Furchungsverschleißes gegen SiC-Abrasivstoff und des Schwingungsverschleißes gegen Al2O3 in Labortribometern durchgeführt.Die Ergebnisse zeigten, daß mittlere Korngröße und die Härte in den legierten Oberflächen geringer, die Zähigkeit jedoch größer war. Die Ausgangsporosität der Keramiken beeinflußte deutlich die tribologischen Eigenschaften. Durch die Laserbehandlung wurde die Porosität beseitigt oder bei der hochporösen Al2O3-Keramik bis auf eine geringe Restporosität reduziert. Die Untersuchungen zeigten, daß Oberflächenlegieren von Al2O3-Keramik eine effektive Technologie darstellt, um Bauteile mit unterschiedlichen Oberflächen- und Volumeneigenschaften sowie im vorliegenden Fall mit stark verbesserten tribologischen Eigenschaften herzustellen. Hierbei konnte unter den gewählten Bedingungen besonders der Verschleißwiderstand erhöht werden.
Notes:
Slightly and highly porous Al2O3 ceramics were surface remelted and alloyed by adding ZrO2 and TiO2 using infrared CO2 laser radiation. The resulting composite layers of thickness of about 200 m̈m contained about 31 vol.% of ZrO2- and TiO2-rich phases which were homogeneously distributed at the grain boundaries of the alumina matrix. Microstructures and worn surfaces were analysed by electron microscopy and EDX analysis. Tribological tests were carried out unlubricated using conditions of abrasive wear and oscillating slinging wear, respectively.The results showed that the average grain size and hardness of the ceramics were reduced due to alloying. Despite decreasing hardness the wear resistance was substantially increased. Friction and wear of the untreated ceramics depended strongly on the amount of porosity which was removed or substantially reduced by laser treatment. Surface alloying of Al2O3 ceramics can offer an effective process for producing components showing very different surface and bulk properties and particularly improved tribological behaviour. For the alloying elements and experimental conditions used, the improvement was more pronounced in wear resistance than in friction coefficient.
Additional Material:
12 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19940250307
