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Estudo da GGB Aborda Processos Microtribológicos

Alterações Estruturais e Químicas em Filmes de Transferência

Mancais de compósito lisos de operação a seco têm sido de grande interesse para numerosas aplicações devido ao seu notável desempenho de deslizamento em uma ampla faixa de valores de Fator Pressão-Velocidade (PV). O desempenho de deslizamento dos contatos de mancal de eixo de operação a seco é afetado por diversos fatores relacionados à engenharia de superfícies. Um fator essencial é a formação e desenvolvimento de filmes de transferência de alta qualidade na superfície do eixo (contrassuperfície de ataque).

Este artigo explora a formação de filme de transferência e a tribologia envolvida no contato de um eixo de mancal de compósito comum. Foram feitos ensaios tribológicos de desgaste e atrito usando um dispositivo de teste "Pin on Disk" (pino sobre disco). Os testes foram realizados com uma pressão de 11,3 MPa e uma velocidade de deslizamento contínuo de 0,035 m/s. Os ensaios tribológicos revelaram uma performance tribológica de atrito de rolagem e desgaste flutuantes e mensuráveis até que o sistema entrou em seu estágio estável. A hipótese foi que essa flutuação no desempenho foi causada por múltiplos processos de efeitos tribológicos que ocorreram na interface das duas superfícies de contato ao longo do processo de deslizamento.

Foram realizadas análises microestruturais (SEM - microscopia eletrônica de varredura e FIB - feixe de íons focado) e químicas (EDX - espectroscopia de energia dispersiva de raio X e XPS - espectrometria de fotoelétrons excitados por raios X) cuidadosas nas superfícies afetadas para descobrir a natureza dos processos de efeitos tribológicos. Observações gerais da superfície da contraface de ataque e das superfícies desgastadas dos pinos revelaram as primeiras informações sobre as mudanças estruturais dentro do filme de transferência e do material do mancal. A análise microestrutural dos filmes de transferência formados ao longo do processo de deslizamento revelou alterações estruturais dentro da arquitetura do filme de transferência que progrediram com a distância de deslizamento. A análise química dos diversos estágios do filme de transferência forneceu informações úteis de que os processos químicos também são de importância crucial em determinar a tribologia do mancal.

Tudo considerado, o presente artigo confirmou a hipótese inicial de que as respostas tribológicas observadas de atrito e desgaste de contato do mancal de eixo podem estar ligadas a alterações estruturais dentro do filme de transferência e material do mancal juntamente com variações da química do filme de transferência.

Dr. Marco Enger*               marco.enger@ggbearings.com

Me. Jürgen Eder                 juergen.eder@ggbearings.com
Me. Jürgen Erlewein          juergen.erlewein@ggbearings.com

Timo Ziegler, Ldo.              timo.ziegler@ggbearings.com

* autor correspondente

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