GGB delves into micro-tribological processes based on transfer films

Estudio de GGB aborda procesos tribológicos a nivel microestructural

Alteraciones químicas y estructurales en películas de transferencia

Los cojinetes lisos de material compuesto con funcionamiento en seco han sido de gran interés para numerosas aplicaciones, debido al excelente rendimiento del material deslizante bajo un amplio espectro de valores p-v (presión-velocidad). Las propiedades de deslizamiento de los contactos eje-cojinete con marcha en seco pueden verse afectadas por numerosos factores. Uno de los principales factores es la formación y el desarrollo de películas de transferencia de alta calidad en la superficie del eje (que actúan sobre la superficie de deslizamiento del cojinete).

El artículo presenta una serie de investigaciones relativas a la formación de una película de transferencia y los procesos tribológicos implicados en un contacto estándar entre el eje y un cojinete de material compuesto. Los experimentos de desgaste y fricción se llevaron a cabo realizando ensayos tribológicos en un dispositivo pin-on-disk. Las condiciones de prueba fueron: una presión de 11,3 MPa combinada con una velocidad de deslizamiento continua de 0,035 m/s. Los ensayos tribológicos demostraron una fricción y desgaste variables y cuantificables durante el período inicial hasta la entrada del sistema en su estado estable. Esta fluctuación en el rendimiento podría estar causada por múltiples procesos tribológicos que se producen en la interfaz de ambas superficies de contacto durante el proceso de deslizamiento.

Se realizaron cuidadosos estudios microestructurales (SEM - Scanning Electron Microscopy / Microscopía electrónica de barrido - y FIB - Focused Ion Beam / Haces de iones focalizados) y análisis químicos (EDX - Energy-dispersive X-ray spectroscopy / Espectroscopia de rayos X de dispersión de energías- y XPS - X-Ray photoelectron spectrometry / Espectroscoa de fotoelectrones de rayos X) en las superficies expuestas  para descubrir la naturaleza de estos procesos tribológicos. Las observaciones generales de la superficie de deslizamiento afectada y las superficies de los pernos desgastados aportaron las primeras ideas sobre los cambios estructurales dentro de la película de transferencia y las propiedades tribológicas del material del cojinete.

El análisis microestructural de las películas de transferencia formadas a lo largo del proceso de deslizamiento reveló que los cambios estructurales en la arquitectura de la película de transferencia estaban relacionados con la distancia de deslizamiento recorrida. El análisis químico de las diversas etapas de la película de transferencia proporcionó, a su vez, información útil poniendo de relieve que los procesos químicos también son de suma importancia.

Teniendo en cuenta todos los aspectos considerados, el presente estudio confirma la hipótesis inicial de que la fricción observada y las respuestas tribológicas de desgaste del contacto eje-cojinete pueden estar vinculadas a cambios estructurales dentro de la película de transferencia y del material del cojinete junto con variaciones de las propiedades químicas de la película de transferencia.

 

Dr. Marco Enger*                     marco.enger@ggbearings.com
Ing. Jürgen Eder                       juergen.eder@ggbearings.com
Ing. Jürgen Erlewein                 juergen.erlewein@ggbearings.com
Timo Ziegler, B.Sc.                    timo.ziegler@ggbearings.com

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