BNL Sinters - WML - Wojskowa Akademia Techniczna

PROBLEMY MECHATRONIKI
UZBROJENIE, LOTNICTWO, INśYNIERIA BEZPIECZEŃSTWA
ISSN 2081-5891
4 (10), 2012, 85-98
Wpływ zawartości azotku boru na wybrane
charakterystyki tribologiczne spieków Cu – BNα
Katarzyna SARZYŃSKA
Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki i Lotnictwa,
Zakład Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji
ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa
Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych próbek
wykonanych ze spiekanych kompozytów miedzi (Cu) z rozproszoną fazą ceramiczną
w postaci azotku boru (BNα). Badaniom poddano próbki kompozytowe o róŜnej
zawartości BNα, a mianowicie: 0,5%; 1%, 1,5% i 3%. Zastosowano trzy róŜne siły
docisku próbek, do obracającej się tarczy odpowiadające naciskom równym 0,46, 0,69
i 0,92 MPa. Wyznaczono zaleŜności współczynnika tarcia suchego oraz zuŜycia
liniowego od zawartości fazy ceramicznej w kompozycie oraz od siły docisku próbek.
Stwierdzono, Ŝe wartość współczynnika tarcia maleje wraz ze wzrostem zawartości
BNα w kompozytach. Jednocześnie zaobserwowano, Ŝe wartość współczynnika tarcia
zaleŜy od wartości siły nacisku próbki. Najmniejsze wartości uzyskano dla najmniejszej
wartości siły docisku próbek. W przypadku zuŜycia liniowego stwierdzono, Ŝe dla
wszystkich wariantów siły docisku próbek, jego wartość rośnie wraz z zawartością BNα
w kompozytach.
Słowa kluczowe: metalurgia proszków, badania tribologiczne, pociski bezołowiowe
86
K. Sarzyńska
1. WSTĘP
Ołów jest umieszczony na liście 20 najbardziej toksycznych metali
i związków chemicznych. Znane jest jego niebezpieczne oddziaływanie na
człowieka oraz środowisko naturalne. ZagroŜenia ekologiczne, z jednej strony
zwiększają uciąŜliwość produkcji, z drugiej zaś stwarzają konieczność
prowadzenia działań związanych z utylizacją odpadów oraz zuŜytych
produktów.
Problem ten ma swe odniesienie wojskowe i związany jest z produkcją
i uŜytkowaniem amunicji wyposaŜonej w pociski zawierające rdzeń ołowiany.
W chwili obecnej kilkadziesiąt znanych firm światowych ma w swojej ofercie
tego typu amunicję, zarówno sportową, myśliwską, jak i wojskową, w której
ołów zastąpiony jest innymi materiałami, np. [1-6].
Podstawowym
załoŜeniem
twórców
przyjętych
koncepcji
technologicznych i materiałowych był warunek opracowania nowych pocisków
zastępujących istniejące bez konieczności zmian konstrukcyjnych broni. To
załoŜenie wymuszało opracowanie materiału zastępczego o zbliŜonej do ołowiu
gęstości, opartego na sproszkowanym wolframie [7-9].
Istotne w pracach rozwojowych było opanowanie technologii
otrzymywania jednorodnych mieszanek proszkowych, zawierających składniki
proszkowe tworzące osnowę wiąŜącą cząstki wolframu. Równomierny rozkład
cząstek wolframu w mieszance proszkowej zapewnia uzyskiwanie spiekanego
kompozytu o jednorodnym rozkładzie gęstości materiału po spiekaniu. Jest to
konieczne dla zapewnienia wymagań odnośnie do balistyki zewnętrznej
pocisków wykonanych ze spieków. WaŜnym problemem technologicznym jest
opanowanie procesu homogenizacji mieszanek proszkowych, szczególnie
w przypadkach zastosowania składników proszkowych o duŜej rozpiętości ich
gęstości (np. W – 19,4 g/cm3, Cu – 8,92 g/cm3 czy BNα – 2,27 g/cm3 [10]).
Wyniki badań w tym zakresie zawierają publikacje [11-13]. Dotyczą one
podstawowych aspektów technologicznych procesów przygotowania mieszanek
proszkowych o duŜej rozpiętości gęstości składników (np.: W – Sn, W – Zn lub
W – Cu) oraz warunków wykonywania wyprasek i spieków, np. [14]. Na
podstawie zaprezentowanych wyników badań technologicznych kompozytów
na osnowie wolframu łatwo zauwaŜyć, Ŝe moŜliwe jest uzyskanie załoŜonych
właściwości wyprasek spieków w wyniku zastosowania odpowiednich
warunków we wszystkich fazach procesu wytwarzania spiekanych
kompozytów. Charakterystyczna jest konieczność stosowania długotrwałych
procesów rozdrabniania i mieszania składników mieszanek.
MoŜliwe jest jednak zastosowanie takich składników proszkowych, które
zapewniają spełnienie warunku jednorodności przez zastosowanie mniej
zaawansowanych metod homogenizacji mieszanek proszkowych.
W przedstawionej pracy przyjęto załoŜenie zastąpienia ołowiu, a takŜe
spieków na osnowie wolframu, kompozytami na bazie spiekanego proszku
Wpływ zawartości azotku boru w spiekach Cu – BNα...
87
miedzi.
Takie
rozwiązanie
materiałowo-technologiczne
zastąpienia
miedzianych pierścieni wiodących spiekami miedzi zaproponowano w pracach
[15-17]. Zastosowano spiekane kompozyty miedzi z dodatkiem
grafitopodobnego azotku boru spełniającego funkcję smaru stałego
poprawiającego współpracę pierścienia wiodącego z przewodem lufy. Badania
materiałowo-technologiczne wykazały, Ŝe moŜliwe jest uzyskanie jednorodnych
rozkładów dodatku BN w objętości proszku miedzi. Wykonane badania
przepychania modelowych pocisków przez przewód lufy potwierdziły fakt
zmniejszenia siły forsowania pocisków oraz zmniejszenie oporów ruchu
pocisku w lufie.
W przytoczonych pracach [18] brak jest informacji o właściwościach
tarciowych kompozytów zawierających w swojej strukturze alfa azotek boru
(BNα). Związek ten charakteryzuje się tym, Ŝe w jego budowie występują
podobne do grafitu płaszczyzny łatwego poślizgu. Tę właściwość wykorzystano
w smarach stałych. Niewielka ilość dodana do smaru stałego znacznie obniŜa
współczynnik tarcia pomiędzy smarowanymi powierzchniami i zmniejsza
zuŜycie trących elementów. Natomiast nie jest znany wpływ BNα stanowiący
składnik struktury kompozytu na proces tarcia suchego, jaki zachodzi pomiędzy
trącymi się powierzchniami kompozytu i stali. Szczególnie na opory ruchu
kompozytowego pocisku przemieszczającego się w przewodzie lufy.
W wyniku przeprowadzonych prób tarciowych, określony zostanie wpływ
zawartości BNα w kompozycie na współczynnik tarcia i zuŜycie. Zakłada się,
Ŝe zawartość BNα zmniejszając opory ruchu, będzie działać stabilizująco na
współczynnik tarcia, co powinno mieć wpływ na proces zuŜycia.
2. PRZEBIEG I WYNIKI BADAŃ
2.1. Materiały uŜyte do badań
Charakterystyki zastosowanych proszków wyjściowych:
•
proszek miedzi w gatunku – ECu1/0,040 o rozkładzie
granulometrycznym: D10 = 2,8 µm, D50 = 11 µm, D90 = 19,5 µm
•
proszek grafitopodobnego azotku boru BNα o rozkładzie
granulometrycznym: D10 = 1,85 µm, D50 = 5,13 µm, D90 = 13,9 µm.
2.2. Wykonanie próbek
Badaniom poddano dwuskładnikowe spiekane kompozyty Cu – BNα
o zawartości fazy ceramicznej odpowiednio: 0,5; 1; 1,5 i 3%. Próbki wykonano
formując wypraski pod ciśnieniem 300 MPa.
88
K. Sarzyńska
Wypraski spiekano w atmosferze zdysocjowanego amoniaku
w temperaturze 900°C. Skład chemiczny oraz gęstość teoretyczną spieków
zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Skład chemiczny i gęstość teoretyczna oraz rzeczywista badanych spieków
Table 1. Chemical composition and theoretical and real density of tested sinters
BNα, %
Cu, %
0,0
0,5
1,0
1,5
3,0
100
99,5
99,0
98,5
97,0
Gęstość
teoretyczna,
g/cm3
8,92
8,83
8,75
8,67
8,42
Gęstość
rzeczywista,
g/cm3
6,51
6,37
6,11
6,08
5,95
2.3. Stanowisko badawcze
Badania tribologiczne przeprowadzono na stanowisku badawczym firmy
Steyr Meβtechnik. Widok ogólny stanowiska zamieszczono na rysunku 1.
Rys. 1. Stanowisko do badań tribologicznych: 1 – blok pomiarowy, 2 – blok sterujący
Fig. 1. Stand for tribological research: 1 – measuring block, 2 – control block
Urządzenie to umoŜliwia wykonanie badań w układzie walec – tarcza,
gdzie badaną próbką jest walec, a przeciwpróbką jest obracająca się tarcza
(rys. 2). Układ ten modeluje skojarzenie pary tarciowej, pomiędzy elementami
której występuje ruch posuwisty, co stanowi analogię do ruchu pocisku w lufie.
Wpływ zawartości azotku boru w spiekach Cu – BNα...
89
Rys. 2. Schemat zastosowanej w badaniach konfiguracji pary tribologicznej
Fig. 2. Scheme of configuration of the tribological pair used in the studies
Blok pomiarowy składa się z zespołu napędowego oraz zespołu karetki
(rys. 3).
3
1
2
5
4
Rys. 3. Widok bloku wykonawczego stanowiska badawczego: 1 – zespół napędowy,
2 – przeciwpróbka – tarcza, 3 – silnik napędowy, 4 – przesuwna podstawa z uchwytem
próbek, 5 – mechanizm obciąŜania próbek
Fig. 3. View of the executive block of the research stand: 1 – power unit,
2 – counterpart, 3 – driving motor, 4 – slide base with samples holder,
5 – mechanism of the samples loading
Zespół napędowy nadaje ruch obrotowy tarczy osadzonej na wrzecionie
połączonym przekładnią pasową z elektrycznym silnikiem prądu stałego.
Ponadto z wrzecionem urządzenia sprzęŜony jest układ do pomiaru bieŜącej
wartości momentu tarcia. Zespół napędowy połączony jest z modułem
sterującym, który zapewnia pomiar i stabilizację szybkości obrotowej
wrzeciona i/lub momentu napędowego podczas próby. Sterownik urządzenia
umoŜliwia dwa tryby pracy, a mianowicie: ze stabilizacją szybkości obrotowej
lub ze stałym momentem obrotowym.
90
K. Sarzyńska
Głównym elementem bloku wykonawczego jest przesuwna karetka, na
której umieszczony jest uchwyt do próbek. Dźwigniowy mechanizm zadawania
siły docisku próbki umoŜliwia utrzymanie stałej wartości siły dociskającej
podczas całego cyklu pomiarowego.
2.4. Przebieg badań
Próbki do badań były wykonane z kompozytów i miały kształt walca
o wymiarach: średnica ok. 4 mm i długość 10 mm.
Badania próbek o róŜnym udziale składników w kompozytach realizowano
dla wartości nacisku próbek na tarczę, tj.: 0,46, 0,69 i 0,92 MPa. Próby
wykonywano w warunkach tarcia suchego.
Próby zuŜycia przez tarcie prowadzono przy stałej (stabilizowanej)
szybkości obrotowej tarczy wynoszącej 300±10 obr./min. Odpowiada to
średniej prędkości liniowej równej 0,8 m/s. Tarcza wykonana była ze stali
ulepszonej cieplnie do twardości 55 HRC. Powierzchnia robocza próbki miała
chropowatość odpowiadającą wartości parametru Ra ≤ 0,32 µm.
Do pomiaru zuŜycia liniowego próbek zastosowano czujnik
przemieszczenia o zakresie pomiarowym ± 2 mm i dokładności pomiaru
0,001 mm. Próby prowadzono do maksymalnego przyjętego zuŜycia na
poziomie 0,2 mm dla wszystkich próbek.
Podczas próby dokonywano ciągłego pomiaru chwilowej wartości:
liniowego zuŜycia próbek i momentu tarcia. Wartość zuŜycia liniowego próbek
rejestrowano co 2 s, natomiast wartość momentu tarcia – co 60 s.
Po kaŜdej próbie z powierzchni tarczy usuwano ewentualne
zanieczyszczenia i uszkodzenia powierzchniowe za pomocą szlifowania.
2.5. Wyniki badań
Na podstawie otrzymanych danych sporządzono wykresy rzeczywistego
zuŜycia liniowego w funkcji czasu. Na rysunkach 4 i 5 przedstawiono
przykładowe charakterystyki dotyczące kompozytów dwuskładnikowych
Cu – BNα.
Na podstawie wyników badań przedstawionych na przykładowych
wykresach zaleŜności wartości zuŜycia od czasu trwania próby moŜna
zauwaŜyć, Ŝe przebieg procesu zuŜycia zaleŜy od:
• zawartości składnika ceramicznego w objętości materiału próbki
• nacisku jednostkowego próbek na tarczę przeciwpróbki.
Wpływ zawartości azotku boru w spiekach Cu – BNα...
91
0,2
Zużycie liniowe próbek [mm]
0,18
0,16
0,14
0,0%BN
0,12
0,5%BN
0,1
1,0%BN
0,08
1,5%BN
0,06
3,0%BN
0,04
0,02
0
1
10
100
1000
10000
Czas [s]
Rys. 4. Przykładowy wykres zmian zuŜycia liniowego próbek w funkcji czasu (nacisk
jednostkowy próbek na tarczę – 0,46 MPa)
Fig. 4. Exemplary plot of the samples linear wear vs. time (unit pressure of the samples
on disk – 0,46 MPa)
0,2
Zużycie liniowe próbek [mm]
0,18
0,16
0,14
0,12
0,0%BN
0,1
0,5%BN
0,08
1,0%BN
0,06
1,5%BN
0,04
3,0%BN
0,02
0
1
10
100
Czas [s]
1000
10000
Rys. 5. Przykładowy wykres zmian zuŜycia liniowego próbek w funkcji czasu (nacisk
jednostkowy próbek na tarczę – 0,92 MPa)
Fig. 5. Exemplary plot of the samples linear wear vs. time (unit pressure of the samples
on disk – 0,92 MPa)
92
K. Sarzyńska
W pierwszym przypadku wyraźnie widoczny jest wzrost szybkości zuŜycia
liniowego próbek wraz ze wzrostem zawartości BNα. Najmniejszą szybkość
zuŜycia liniowego próbek zaobserwowano dla próbek nie zawierających
dodatku BNα, największą zaś dla zawartości 3% BNα. ZuŜywanie się próbek ze
spieków miedzi z dodatkiem BN przebiegało z najmniejszą szybkością dla
zawartości 0,5% BNα.
Efekt wpływu zawartości BNα na szybkość zuŜycia moŜna tłumaczyć tym,
Ŝe obecność w metalicznej osnowie cząstek azotku boru zmniejsza efektywną
powierzchnię kontaktu osnowy metalicznej materiału próbek z przeciwpróbką,
powodując wzrost rzeczywistej wartości nacisku próbki. Dodatkowym efektem
mającym wpływ na szybkość zuŜycia moŜe być wykruszanie się miękkich
cząstek BNα ze struktury badanego materiału.
Przedstawiony mechanizm zuŜycia ma swoje potwierdzenie w wynikach
badań wykonanych z zastosowaniem róŜnych wartości nacisków
jednostkowych próbek na tarczę. Nachylenie krzywych względem osi odciętych
jest większe i szczególnie widoczne dla próbek zawierających 1% i więcej
azotku boru.
Uwagę zwraca takŜe zjawisko cyklicznego zacierania się próbek,
przejawiające się pulsacją wartości zuŜycia. Szczególnie jest to widoczne
w przypadku próbek nie zawierających dodatku BNα oraz z najmniejszą jego
zawartością – 0,5%. W mniejszej skali efekt ten pojawia się w przypadku
próbek zawierających dodatek BNα, szczególnie podczas prób w warunkach
małego nacisku próbek na tarczę.
Zaprezentowane wyniki badań w postaci wykresów przedstawiających
przebieg procesu zuŜycia w funkcji czasu umoŜliwiają jedynie jakościową
ocenę właściwości tribologicznych badanych materiałów.
W pracy, dla ilościowego porównania właściwości kompozytów
zaproponowano, aby takim parametrem był wyznaczony na podstawie badań,
współczynnik tarcia f. Parametr ten ma istotne znaczenie w balistyce
wewnętrznej broni lufowej. Wydaje się, Ŝe znaczenie mogą mieć uboczne,
a zaobserwowane podczas prób, efekty cyklicznego zacierania się próbek
podczas ścierania.
Podczas prób rejestrowano wartości chwilowe momentu tarcia. W tabeli 2
zestawiono ich średnie wartości.
Wpływ zawartości azotku boru w spiekach Cu – BNα...
93
Tabela 2. Średnia wartość momentu tarcia Mśr dla spieków Cu – BNα o róŜnej
zawartości BNα w zaleŜności od wartości nacisku p próbek na tarczę
Table 2. Mean value of the friction moment Msr for sinters Cu with BNα different
contents depending on value of pressure p of the samples on disk
BNα %
0,0
0,5
1,0
1,5
3,0
p = 0,46 MPa
0,76
0,64
0,56
0,40
0,34
Mśr [Nm]
p = 0,69 MPa
0,85
0,72
0,69
0,55
0,50
p = 0,92 MPa
0,90
0,80
0,75
0,69
0,55
Czas [s]
Na podstawie danych eksperymentalnych sporządzono wykres (rys. 6)
obrazujący średnią wartość czasu, po upływie którego kaŜdy zestaw próbek
ulegał zuŜyciu na poziomie 0,2 mm dla wszystkich wartości nacisków.
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0,46 MPa
0,69 MPa
0,92 MPa
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
Zawartość azotku boru [%]
2,50
3,00
Rys. 6. ZaleŜność czasu ścierania w funkcji zawartości azotku boru
Fig. 6. Dependence of wear time as a function of content boron nitride
Sporządzone charakterystyki potwierdzają postawioną wcześniej tezę, iŜ
wzrost zawartości azotku boru znacząco wpływa na wartość czasu zuŜywania
się badanych materiałów na skutek tarcia. MoŜna zauwaŜyć, Ŝe wzrost
zawartości BNα do 1,0% powoduje znaczne zmniejszenie czasu zuŜywania się
badanych materiałów. Jednocześnie czas zuŜycia maleje ze wzrostem nacisku
jednostkowego próbek na tarczę przeciwpróbki. Dla materiałów o zawartości
BNα powyŜej 1% zmiany wartości nacisków jednostkowych nie mają
większego wpływu na czas ich zuŜywania.
Na wykresie (rys. 7) przedstawiono zaleŜność pomiędzy wartością
współczynnika tarcia f a zawartością azotku boru w badanych materiałach.
94
K. Sarzyńska
Wartość współczynnika
przedstawionego wzoru [18]:
tarcia
f =
moŜna
wyznaczyć
na
podstawie
M sr
RT ⋅ F 1
(1)
gdzie: f – współczynnik tarcia, Mśr – średnia wartość momentu tarcia [Nm],
RT – promień tarcia równy 0,1026 [m], F1 – siła docisku próbki do tarczy [N].
0,2
p = 0,46 MPa
Współczynnik tarcia f
0,18
p = 0,69 MPa
p = 0,92 MPa
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
Zawartość BNa, %
Rys. 7. ZaleŜność wartości współczynnika tarcia f od zawartości BNα dla
zastosowanych wartości docisku próbek do tarczy
Fig. 7. Value of the friction coefficient f dependence on BNα for used values of samples
pressure on disk
Na podstawie wykresu daje się zauwaŜyć, Ŝe wraz ze wzrostem zawartości
BNα maleje wartość współczynnika tarcia niezaleŜnie od przyjętych zmiennych
warunków prób. Te zmiany wartości współczynnika tarcia są relatywnie duŜe
w stosunku do spieków miedzi bez dodatków BNα. MoŜna je oszacować na
ok. 45% w odniesieniu do wyników uzyskanych dla spieków o największej
zawartości BNα.
Podczas ścierania rejestrowano chwilowe wartości rzeczywistego zuŜycia
w funkcji czasu trwania próby. Na ich podstawie wyznaczono wartości zuŜycia
liniowego odniesione do przebytej drogi dla kaŜdego z wariantów prób. Do
wyznaczenia tego parametru wykorzystano zaleŜność prezentowaną w pracy
[18] w postaci (2).
zc =
zmax − z0  mm 
π dntc  m 
(2)
Wpływ zawartości azotku boru w spiekach Cu – BNα...
95
gdzie zc − zuŜycie liniowe odniesione do przebytej drogi, z max − maksymalna
zmierzona wartość zuŜycia, z0 − początkowa wartość zuŜycia, d – średnica
tarcia, n – szybkość obrotowa przeciwpróbki, tc − całkowity czas próby.
Na rysunku 8 przedstawiono wykres zaleŜności parametru zc od zawartości
dodatku BNα w spiekach Cu – BN dla trzech róŜnych wartości nacisków
próbek na tarczę przeciwpróbki.
1,60
1,40
zc [mm/m] * 10-5
1,20
1,00
0,80
0,46 MPa
0,69 MPa
0,92 MPa
0,60
0,40
0,20
0,00
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
Zawartość azotku boru [%]
Rys. 8. ZaleŜność zuŜycia zc od zawartości BNα w spiekach Cu – BNα dla trzech
wartości nacisków próbek
Fig. 8. Value of wear zc dependence on BNα for used values of samples pressure on disk
Na podstawie wykresu moŜna zauwaŜyć, Ŝe wartość zuŜycia zc zaleŜy od
zawartości BNα w kompozycie. Odporność na zuŜycie maleje wraz ze
wzrostem udziału azotku boru w spieku. Jednocześnie zauwaŜalny jest wpływ
wartości nacisków próbek na tarczę. Odporność na zuŜycie maleje wraz ze
wzrostem nacisków. Ponadto moŜna zaobserwować porównywalne wartości
zuŜycia liniowego próbek dla zawartości BNα wynoszącej 0,5% i czystej
miedzi, praktycznie niezaleŜnie od wartości nacisków próbek na tarczę.
Większe róŜnice występują dla wartości powyŜej 1% BNα i najwyŜszej
wartości nacisków.
96
K. Sarzyńska
3. WNIOSKI
Na podstawie wykonanych badań moŜna sformułować następujące
wnioski:
• wartość współczynnika tarcia ślizgowego, w warunkach tarcia suchego,
zaleŜy od zawartości BNα; wraz ze wzrostem zawartości BNα maleje
wartość współczynnika tarcia
• wartość zuŜycia liniowego zaleŜy od zawartości azotku boru
w kompozycie oraz wartości nacisków; wraz ze wzrostem zawartości
BNα rośnie wartość tego współczynnika
• wzrost wartości nacisków powyŜej 0,69 MPa powodował cykliczne
zacieranie się próbek.
LITERATURA
[1]
[2]
[3]
Lapua Reloading Manual, LAPUA Finland.
Frangible Bullet Frangible Ammunition Technology, AccuTech USA
Malow S., Wyrób amunicji strzeleckiej, Wydawnictwo MON, Warszawa,
1958.
[4] Van Hogg I., Jane’s Directory of Military Small Arms Ammunition,
Jane’s Publishing Company, London, 1985.
[5] Van Hogg I., Nowoczesna broń strzelecka, Wydawnictwo
R. Kluszczyński, Kraków, 1994.
[6] Kochański St., Przeciwpancerna amunicja strzelecka, Wojskowy Przegląd
Techniczny, nr 11, s. 493-494, 1997.
[7] Durkee R.R., Douglas D.W., Development of Lead-free 5.56 mm
Ammunition Using a Tungsten/Nylon Composite Material, Tungsten,
Hard Metals, and Refractory Alloys 5, Metal Powder Industries
Federation, Princeton, pp. 9-12, 2000.
[8] Middleton J. R., Elimination of toxic/hazardous materials from small
caliber ammunition, Tungsten, Hard Metals and Refractory alloys 5,
Metal Powder Industries Federation, Princeton, pp. 3-8, 2000.
[9] Magness L.S., Deepak K., Tungsten composite materials with alternative
matrices for ballistic applications, Tungsten, Hard Metals, and Refractory
alloys 5, Metal Powder Industries Federation, Princeton, pp. 15-23, 2000.
[10] Olszyna A.R., E-BN. Otrzymywanie i właściwości, Prace Naukowe,
InŜynieria Materiałowa, zeszyt 5, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Warszawskiej, Warszawa, 1996.
Wpływ zawartości azotku boru w spiekach Cu – BNα...
97
[11] Jackowski A., Michałowski J., Badanie procesu homogenizacji
mieszanek proszków metali w mieszalnikach kulowych. Część I. Wpływ
stosunku masy kul do masy proszku oraz czasu mieszania na wybrane
charakterystyki mieszanki W – Sn i wykonanych z niej wyprasek,
Biuletyn WAT, nr 12, s. 97-110, 2005.
[12] Jackowski A., Wpływ stosunku masy kul do masy proszku oraz czasu
mieszania na wybrane charakterystyki mieszanki W – Zn i wykonanych
z niej wyprasek, Biuletyn WAT, nr 2, s. 59-76, 2007.
[13] Jackowski A., Dąbrowski M., Wpływ stosunku masy kul do masy
proszku oraz czasu mieszania w mieszalniku planetarnym na wybrane
charakterystyki mieszanki W – Cu i wykonanych z niej wyprasek,
Biuletyn WAT, nr 2, s. 77-94, 2007.
[14] Jackowski A., Dąbrowski M., Wpływ stosunku masy kul do masy
proszku oraz czasu mieszania w mieszalniku planetarnym na wybrane
charakterystyki mieszanki W – Cu i wykonanych z niej spieków, Biuletyn
WAT, nr 2, s. 95-108, 2007.
[15] Jackowski A., Moszczyński A., Włodarczyk E., Investigations of barrel
bore wearing mechanism, Journal of Theoretical and Applied Mechanics,
3, 33, s. 539-549, 1995.
[16] Jackowski A., Włodarczyk E., Badania zuŜycia przewodu luf, Problemy
Techniki Uzbrojenia i Radiolokacji, nr 53, s. 183-194, 1994.
[17] Biskup J., Jackowski A., Moszczyński A., Włodarczyk E., Badanie
pierścieni wiodących wykonanych z materiałów spiekanych, Problemy
Techniki Uzbrojenia i Radiolokacji, nr 53, s. 173, 1994.
[18] Jussi O. Koskilinna, Mikko Linnolahti, Tapani A. Pakkanen, Friction
coefficient for heksagonal boron nitride surfaces from ab initio
calculation, Tribology Letters, vol. 24, no 1, October 2006.
98
K. Sarzyńska
Influence of boron nitride contents on selected tribological
characteristics of Cu – BNα sinters
Katarzyna SARZYNSKA
Abstract. The results of tribological properties of sintered samples made of copper
composites with dispersed ceramic phase are presented in this paper. Composite
samples with different content of boron nitride, namely 0.5%, 1%, 1.5% and 3% were
tested. Three different values force of samples on counterpart were used, corresponding
to pressures equal to 0.46, 0,69 and 0.92 MPa. The coefficient of the dry friction and
linear wear for different content of ceramic phase and for used specimen pressure values
on counterpart were determined. It was found that friction coefficient decreases with
increasing content of the boron nitride in the composites. At the same time, it was
observed that the friction coefficient depends on the sample pressure values. The
smallest values of friction coefficient for the smallest values of the pressure sample
values were obtained. In the case of linear wear for all variants of the samples pressure
were found. Its values increases with the content of boron nitride in the composites. The
value of samples pressure affects the value of the parameter of linear wear. The largest
values for the maximum force and content of the boron nitride were attained.
Keywords: powder metallurgy, tribological reseach, non lead materials