Yüksek Sıcaklıkta Yerinde Aşınma Ölçümü
3D Optik Profilleyici Kullanarak Balık Pulu Yüzey Analizi
Polimer Üzerinde Dinamik Mekanik Analiz (DMA) Frekans Taraması
Fresnel Lens Topografyası
İşlenmiş Parçaların Kontrolü
Fretting Aşınma Değerlendirmesi
Bilyalı Rulmanlar: Yüksek Kuvvet Aşınma Direnci Çalışması
GİRİŞ
Bilyalı rulman, dönme sürtünmesini azaltmak ve radyal ve eksenel yükleri desteklemek için bilyaları kullanır. Yatak yatakları arasındaki yuvarlanan bilyalar, birbirine karşı kayan iki düz yüzeye kıyasla çok daha düşük sürtünme katsayısı (COF) üretir. Bilyalı rulmanlar sıklıkla yüksek temas gerilimi seviyelerine, aşınmaya ve yüksek sıcaklıklar gibi aşırı çevre koşullarına maruz kalır. Bu nedenle, bilyaların yüksek yükler ve aşırı çevre koşulları altında aşınma direnci, bilyalı rulmanın ömrünü uzatmak, onarım ve değiştirme masraflarını ve süresini azaltmak açısından kritik öneme sahiptir.
Bilyalı rulmanlar, hareketli parçaları içeren neredeyse tüm uygulamalarda bulunabilir. Yaygın olarak havacılık ve otomobil gibi ulaşım endüstrilerinin yanı sıra stres çarkı ve kaykay gibi ürünler üreten oyuncak endüstrisinde de kullanılırlar.
YÜKSEK YÜKLERDE RULMAN AŞINMASININ DEĞERLENDİRİLMESİ
Bilyalı rulmanlar geniş bir malzeme listesinden yapılabilir. Yaygın olarak kullanılan malzemeler, paslanmaz çelik ve krom çelik gibi metaller veya tungsten karbür (WC) ve silikon nitrür (Si3n4) gibi seramikler arasında değişir. Üretilen bilyalı rulmanların, verilen uygulama koşulları için ideal aşınma direncine sahip olmasını sağlamak için, yüksek yükler altında güvenilir tribolojik değerlendirmeler gereklidir. Tribolojik testler, hedeflenen uygulama için en iyi adayı seçmek amacıyla farklı bilyalı rulmanların aşınma davranışlarının kontrollü ve izlenen bir şekilde ölçülmesine ve karşılaştırılmasına yardımcı olur.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu çalışmada bir Nanovea sergiliyoruz Tribometre Farklı bilyalı rulmanların yüksek yükler altında aşınma direncini karşılaştırmak için ideal bir araç olarak.
Şekil 1: Rulman testinin kurulumu.
TEST PROSEDÜRÜ
Farklı malzemelerden yapılmış bilyalı rulmanların sürtünme katsayısı, COF ve aşınma direnci Nanovea Tribometre ile değerlendirildi. Karşıt malzeme olarak P100 kumlu zımpara kullanıldı. Bilyalı rulmanların aşınma izleri bir test cihazı kullanılarak incelendi. Nanovea Aşınma testleri tamamlandıktan sonra 3D Temassız Profil Oluşturucu. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir. Aşınma oranı, Kformülü kullanılarak değerlendirilmiştir K=V/(F×s), nerede V aşınmış hacimdir, F normal yük ve s kayma mesafesidir. Top aşınma izleri bir uzman tarafından değerlendirildi. Nanovea Hassas aşınma hacmi ölçümü sağlamak için 3D Temassız Profiler.
Otomatik motorlu radyal konumlandırma özelliği, tribometrenin test süresi boyunca aşınma izinin yarıçapını azaltmasına olanak tanır. Bu test moduna spiral test adı verilir ve bilyeli yatağın her zaman zımpara kağıdının yeni bir yüzeyi üzerinde kaymasını sağlar (Şekil 2). Bilye üzerinde aşınma direnci testinin tekrarlanabilirliğini önemli ölçüde artırır. Dahili hız kontrolü için gelişmiş 20 bit kodlayıcı ve harici konum kontrolü için 16 bit kodlayıcı, hassas gerçek zamanlı hız ve konum bilgisi sağlayarak, kontakta sabit doğrusal kayma hızı elde etmek için dönme hızının sürekli olarak ayarlanmasına olanak tanır.
Bu çalışmada çeşitli bilya malzemeleri arasındaki aşınma davranışını basitleştirmek için P100 Grit zımpara kağıdının kullanıldığını ve başka herhangi bir malzeme yüzeyiyle değiştirilebileceğini lütfen unutmayın. Sıvı veya yağlayıcı gibi gerçek uygulama koşulları altında çok çeşitli malzeme bağlantılarının performansını simüle etmek için herhangi bir katı malzeme ikame edilebilir.
Şekil 2: Zımpara kağıdı üzerinde bilya yatağı için spiral geçişlerin gösterimi.
Tablo 1: Aşınma ölçümlerinin test parametreleri.
SONUÇLAR & TARTIŞMA
Aşınma oranı, bilyalı rulmanın servis ömrünü belirlemek için hayati bir faktördür; rulman performansını ve verimliliğini artırmak için düşük bir COF arzu edilir. Şekil 3, testler sırasında farklı bilyalı rulmanlar için COF'nin gelişimini zımpara kağıdıyla karşılaştırmaktadır. Cr Çelik bilya aşınma testi sırasında ~0,4'lük bir COF artışı gösterirken, SS440 ve Al2O3 bilyalı rulmanlar için ~0,32 ve ~0,28'dir. Öte yandan, WC topu aşınma testi boyunca ~0,2'lik sabit bir COF sergiler. Bilyalı yatakların kaba zımpara kağıdı yüzeyine doğru kayma hareketinin neden olduğu titreşimlere atfedilen, her test boyunca gözlemlenebilir COF değişimi görülebilir.
Şekil 3: Aşınma testleri sırasında COF'nin gelişimi.
Şekil 4 ve Şekil 5, sırasıyla bir optik mikroskop ve Nanovea Temassız optik profil oluşturucu ile ölçüldükten sonra bilyalı rulmanların aşınma izlerini karşılaştırmaktadır ve Tablo 2, aşınma izi analizinin sonuçlarını özetlemektedir. Nanovea 3D profil oluşturucu, bilyalı rulmanların aşınma hacmini hassas bir şekilde belirleyerek farklı bilyalı rulmanların aşınma oranlarının hesaplanmasını ve karşılaştırılmasını mümkün kılar. Aşınma testleri sonrasında Cr Çelik ve SS440 bilyaların seramik bilyalara (Al2O3 ve WC) kıyasla çok daha büyük düzleşmiş aşınma izleri sergiledikleri gözlemlenebilmektedir. Cr Çelik ve SS440 bilyalar sırasıyla 3,7×10-3 ve 3,2×10-3 m3/N·m'lik karşılaştırılabilir aşınma oranlarına sahiptir. Karşılaştırıldığında, Al2O3 topu 7,2×10-4 m3/N·m aşınma oranıyla gelişmiş bir aşınma direnci sergiliyor. WC topu, sığ aşınma izi alanında neredeyse hiç küçük çizikler göstermez, bu da aşınma oranının 3,3×10-6 mm3/N·m kadar önemli ölçüde azalmasına neden olur.
Şekil 4: Testlerden sonra bilyalı rulmanlardaki aşınma izleri.
Şekil 5: Bilyalı rulmanlardaki aşınma izlerinin 3 boyutlu morfolojisi.
Tablo 2: Bilyalı rulmanların aşınma izi analizi.
Şekil 6, dört bilyeli yatağın zımpara kağıdı üzerinde oluşturduğu aşınma izlerinin mikroskop görüntülerini göstermektedir. WC topunun en şiddetli aşınma izini oluşturduğu (yolundaki neredeyse tüm kum parçacıklarını giderdiği) ve en iyi aşınma direncine sahip olduğu açıktır. Buna karşılık, Cr Çelik ve SS440 bilyalar, zımpara kağıdının aşınma izi üzerinde büyük miktarda metal kalıntısı bıraktı.
Bu gözlemler ayrıca spiral testin faydasının önemini göstermektedir. Bilyalı yatağın her zaman zımpara kağıdının yeni yüzeyinde kaymasını sağlar ve bu da aşınma direnci testinin tekrarlanabilirliğini önemli ölçüde artırır.
Şekil 6: Farklı bilyalı yataklara karşı zımpara kağıdı üzerindeki aşınma izleri.
SONUÇ
Bilyalı rulmanların yüksek basınç altındaki aşınma direnci, servis performanslarında hayati bir rol oynar. Seramik bilyalı rulmanlar, yüksek stres koşullarında önemli ölçüde artırılmış aşınma direncine sahiptir ve rulman onarımı veya değiştirilmesi nedeniyle zaman ve maliyeti azaltır. Bu çalışmada WC bilyalı rulmanı, çelik rulmanlara kıyasla önemli ölçüde daha yüksek bir aşınma direnci sergiliyor ve bu da onu ciddi aşınmanın meydana geldiği rulman uygulamaları için ideal bir aday haline getiriyor.
Nanovea Tribometre, 2000 N'a kadar yükler için yüksek tork kapasitesi ve 0,01 ile 15.000 rpm arasındaki dönüş hızları için hassas ve kontrollü motorla tasarlanmıştır. Önceden entegre edilmiş tek bir sistemde isteğe bağlı yüksek sıcaklıkta aşınma ve yağlama modülleri ile ISO ve ASTM uyumlu döner ve doğrusal modları kullanarak tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar. Bu eşsiz aralık, kullanıcıların bilyalı rulmanların yüksek stres, aşınma ve yüksek sıcaklık gibi farklı zorlu çalışma ortamlarını simüle etmelerine olanak tanır. Aynı zamanda, yüksek yükler altında aşınmaya karşı üstün dirençli malzemelerin tribolojik davranışlarını niceliksel olarak değerlendirmek için ideal bir araç görevi görür.
Nanovea 3D Temassız Profiler, hassas aşınma hacmi ölçümleri sağlar ve aşınma izlerinin ayrıntılı morfolojisini analiz eden bir araç görevi görerek aşınma mekanizmalarının temel anlayışına ilişkin ek bilgiler sağlar.
Tarafından hazırlanmıştır
Duanjie Li, PhD, Jonathan Thomas ve Pierre Leroux
Dental Aletler: Boyutsal ve Yüzey Pürüzlülüğü Analizi
GİRİŞ
Hassas boyutlara ve optimum yüzey pürüzlülüğüne sahip olmak, diş vidalarının işlevselliği açısından hayati öneme sahiptir. Çoğu diş vidası boyutu, yarıçaplar, açılar, mesafeler ve adım yükseklikleri gibi yüksek hassasiyet gerektirir. Kayma sürtünmesini en aza indirmek amacıyla insan vücudunun içine yerleştirilen herhangi bir tıbbi alet veya parça için yerel yüzey pürüzlülüğünü anlamak da son derece önemlidir.
BOYUTLU ÇALIŞMA İÇİN TEMASSIZ PROFİLOMETRİ
Nanovea 3D Temassız Profil Oluşturucular Herhangi bir malzeme yüzeyini ölçmek için kromatik ışık tabanlı bir teknoloji kullanın: şeffaf, opak, aynasal, dağınık, cilalı veya pürüzlü. Temaslı prob tekniğinden farklı olarak temassız teknik, dar alanların içinde ölçüm yapabilir ve ucun daha yumuşak bir plastik malzemeye baskı yapmasının neden olduğu deformasyon nedeniyle herhangi bir yapısal hata eklemez. Kromatik ışık tabanlı teknoloji aynı zamanda odak değişimi teknolojisine kıyasla üstün yanal ve yükseklik doğruluğu sunar. Nanovea Profiler'lar geniş yüzeyleri dikiş yapmadan doğrudan tarayabilir ve bir parçanın uzunluğunun profilini birkaç saniye içinde çıkarabilir. Profilcinin, sonuçları manipüle eden herhangi bir karmaşık algoritma olmadan yüzeyleri ölçebilme yeteneği sayesinde, nano makro aralıktaki yüzey özellikleri ve yüksek yüzey açıları ölçülebilir.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu uygulamada, Nanovea ST400 Optik Profilleyici, tek bir ölçümde diş vidasının düz ve dişli özelliklerini ölçmek için kullanıldı. Düz alandan yüzey pürüzlülüğü hesaplandı ve dişli unsurların çeşitli boyutları belirlendi.
Analiz edilen diş vidası örneği NANOVEA Optik Profilleyici.
Diş vidası örneği analiz edildi.
SONUÇLAR
3D Yüzey
Diş vidasının 3B Görünümü ve Sahte Renk Görünümü, diş açmanın her iki taraftan başladığı düz bir alanı gösterir. Kullanıcılara vidanın morfolojisini farklı açılardan doğrudan gözlemlemeleri için basit bir araç sağlar. Düz alan, yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için tam taramadan çıkarıldı.
2D Yüzey Analizi
Vidanın kesit görünümünü göstermek için yüzeyden çizgi profilleri de çıkarılabilir. Vidanın belirli bir yerindeki hassas boyutları ölçmek için Kontur Analizi ve adım yüksekliği çalışmaları kullanıldı.
SONUÇ
Bu uygulamada, Nanovea 3D Temassız Profil Oluşturucunun yerel yüzey pürüzlülüğünü hassas bir şekilde hesaplama ve tek bir taramada büyük boyutlu özellikleri ölçme yeteneğini sergiledik.
Veriler 0,9637 μm'lik yerel yüzey pürüzlülüğünü göstermektedir. Vidanın dişler arasındaki yarıçapı 1,729 mm, dişlerin ortalama yüksekliği ise 0,413 mm olarak bulunmuştur. Dişler arasındaki ortalama açı 61,3° olarak belirlendi.
Burada gösterilen veriler, analiz yazılımında mevcut olan hesaplamaların yalnızca bir kısmını temsil etmektedir.
Tarafından hazırlanmıştır
Duanjie Li, PhD., Jonathan Thomas ve Pierre Leroux
Seramikler: Tane Tespiti için Nanoindentasyon Hızlı Haritalama
GİRİŞ
Nanoindentasyon malzemelerin mekanik davranışlarını küçük ölçeklerde ölçmek için yaygın olarak uygulanan bir teknik haline gelmiştir.i ii. Bir nanoindentasyon ölçümünden elde edilen yüksek çözünürlüklü yük-yer değiştirme eğrileri, sertlik, Young modülü, sürünme, kırılma tokluğu ve diğerleri dahil olmak üzere çeşitli fiziko-mekanik özellikler sağlayabilir.
Hızlı Haritalama Girintisinin Önemi
Nanoindentasyon tekniğinin daha da yaygınlaştırılması için önemli bir darboğaz zaman tüketimidir. Geleneksel nanoindentasyon prosedürüyle mekanik özellik haritalaması kolayca saatler sürebilir ve bu da tekniğin yarı iletken, havacılık, MEMS, seramik karolar gibi tüketici ürünleri ve diğerleri gibi seri üretim endüstrilerinde uygulanmasını engeller.
Hızlı haritalamanın seramik karo imalat endüstrisinde önemli olduğu kanıtlanabilir; Hardness ve Young'ın tek bir seramik karo üzerindeki modül haritalamaları, yüzeyin ne kadar homojen olduğunu gösteren bir veri dağılımı sunabilir. Bu haritada bir karo üzerindeki daha yumuşak bölgeler ana hatlarıyla çizilebilir ve birinin evinde her gün meydana gelen fiziksel etkilerden dolayı arızalanmaya daha yatkın yerler gösterilebilir. Karşılaştırmalı çalışmalar için farklı tipte karolar üzerinde, kalite kontrol süreçlerinde ise karo tutarlılığını ölçmek için benzer karolardan oluşan bir parti üzerinde haritalamalar yapılabilir. Hızlı haritalama yöntemiyle ölçüm kurulumlarının kombinasyonu kapsamlı, aynı zamanda doğru ve verimli olabilir.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu çalışmada, Nanovea Mekanik Test CihazıFastMap modunda, bir zemin karosunun mekanik özelliklerini yüksek hızlarda haritalamak için kullanılır. Nanovea Mekanik Test Cihazının yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlikle iki hızlı nanoindentasyon eşlemesi gerçekleştirme kapasitesini sergiliyoruz.
Test Koşulları
Nanovea Mekanik Test Cihazı, bir Berkovich girintisi kullanılarak bir yer karosu üzerinde FastMap Modu ile bir dizi nano girinti gerçekleştirmek için kullanıldı. Oluşturulan iki girinti matrisi için test parametreleri aşağıda özetlenmiştir.
Tablo 1: Test parametre özeti.
SONUÇLAR & TARTIŞMA
Şekil 1: 625 girintili sertlik eşlemesinin 2B ve 3B görünümü.
Şekil 2: Taneyi gösteren 625 girintili matrisin mikrografı.
0,20 mm'lik bir yüzeyde 625 girintili bir matris gerçekleştirildi2 büyük görünür taneciklerin bulunduğu alan. Bu tanecik (Şekil 2), karonun genel yüzeyinden daha düşük bir ortalama sertliğe sahipti. Nanovea Mekanik Yazılımı, kullanıcının Şekil 1'de gösterilen sertlik dağılım haritasını 2D ve 3D modunda görmesine olanak tanır. Yazılım, numune tablasının yüksek hassasiyetli konum kontrolünü kullanarak, kullanıcıların bu gibi alanları derinlemesine hedeflemesine olanak tanır. mekanik özelliklerin haritalanması.
Şekil 3: 1600 girintili sertlik eşlemesinin 2B ve 3B görünümü.
Şekil 4: 1600 girintili matrisin mikrografı.
Yüzeyin homojenliğini ölçmek için aynı karo üzerinde 1600 girintili bir matris de oluşturuldu. Burada kullanıcı yine 3D veya 2D modunda sertlik dağılımını (Şekil 3) ve girintili yüzeyin mikroskop görüntüsünü görme olanağına sahiptir. Sunulan sertlik dağılımına dayanarak, yüksek ve düşük sertlik veri noktalarının eşit şekilde dağılmasından dolayı malzemenin gözenekli olduğu sonucuna varılabilir.
Geleneksel nanoindentasyon prosedürleriyle karşılaştırıldığında, bu çalışmadaki FastMap modu önemli ölçüde daha az zaman alıcı ve daha uygun maliyetlidir. Sertlik ve Young Modülü de dahil olmak üzere mekanik özelliklerin hızlı niceliksel haritalanmasına olanak tanır ve seri üretimde çeşitli malzemelerin kalite kontrolü için kritik olan tane tespiti ve malzeme tutarlılığı için bir çözüm sunar.
SONUÇ
Bu çalışmada, Nanovea Mekanik Test Cihazının FastMap modunu kullanarak hızlı ve hassas nanoindentasyon haritalaması yapma kapasitesini sergiledik. Seramik karo üzerindeki mekanik özellik haritaları, yüzey tanelerini tespit etmek ve bir yüzeyin homojenliğini yüksek hızda ölçmek için kademelerin konum kontrolünü (0,2 µm doğrulukla) ve kuvvet modülü hassasiyetini kullanır.
Bu çalışmada kullanılan test parametreleri matrisin boyutuna ve numune malzemesine göre belirlenmiştir. Toplam girinti döngüsü süresini girinti başına 3 saniyeye (veya her 10 girinti için 30 saniyeye) optimize etmek için çeşitli test parametreleri seçilebilir.
Nanovea Mekanik Test Cihazının Nano ve Mikro modüllerinin tümü ISO ve ASTM uyumlu girinti, çizilme ve aşınma test cihazı modlarını içerir ve tek bir sistemde mevcut en geniş ve en kullanıcı dostu test aralığını sağlar. Nanovea'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt katmanların sertlik, Young Modülü, kırılma tokluğu, yapışma, aşınma direnci ve diğerleri dahil olmak üzere tüm mekanik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.
Ayrıca, pürüzlülük gibi diğer yüzey ölçümlerine ek olarak girinti, çizik ve aşınma izinin yüksek çözünürlüklü 3D görüntülenmesi için isteğe bağlı 3D temassız profil oluşturucu ve AFM Modülü mevcuttur.
Yazar: Duanjie Li, Doktora Pierre Leroux ve Jocelyn Esparza tarafından revize edilmiştir
TR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
KO 
PL 
AR 
