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Maria Cristina Moré Farias
Amilton Sinatora
Estudo do atrito em chapas
fosfatizadas e lubrificadas utilizadas
em operações de estampagem
Lydia Figueiredo
22/18
Sumário
Introdução
Objetivo
Materiais e métodos
Resultados e discussão
Conclusões
33/18
IntroduçãoIntrodução
Processos de estampagem →Processos de estampagem →
– atrito e desgaste entre as peças em contatoatrito e desgaste entre as peças em contato
Solução:Solução:
– camadas fosfatizadascamadas fosfatizadas
Mas ...Mas ...
– não dão proteção anticorrosiva à superfícienão dão proteção anticorrosiva à superfície
– nem sempre sua aplicação é feita imediatamente antes do processo de nem sempre sua aplicação é feita imediatamente antes do processo de
conformaçãoconformação
Nessa condição:Nessa condição:
– uso de um lubrificante com propriedades anticorrosivasuso de um lubrificante com propriedades anticorrosivas
44/18
ObjetivoObjetivo
Avaliar o comportamento do coeficiente de atrito de
chapas fosfatizadas destinadas à conformação em
função do tipo de óleo lubrificante aplicado sobre
sua camada fosfatizada
55/18
Materiais metálicosMateriais metálicos
Discos (corpos)Discos (corpos)
Aço baixo carbono (AISI 1006)Aço baixo carbono (AISI 1006)Esferas (contra-corpos)Esferas (contra-corpos)
Aço para rolamento (AISI 52100)Aço para rolamento (AISI 52100)
66/18
Linha de fosfato em escala laboratorialLinha de fosfato em escala laboratorial
EtapaEtapaConcentraçãoConcentração
(g/L)(g/L)TemperaturaTemperatura
((ooC)C)Imersão Imersão
(s)(s)
DesengraxeDesengraxe 6060 8080 3030
AtivaçãoAtivação 8080 AmbienteAmbiente 2222
RefinamentoRefinamento 0,30,3 AmbienteAmbiente 5353
FosfatizaçãoFosfatização 3535 6565 5353
AceleraçãoAceleração 0,350,35 -- --
NeutralizaçãoNeutralização 6060 AmbienteAmbiente 2222
77/18
Recobrimentos – fosfatos de zincoRecobrimentos – fosfatos de zinco
Fosfato AFosfato A
Acerelado com Acerelado com
composto inorgânicocomposto inorgânico
Fosfato CFosfato C
Acerelado com Acerelado com
composto inorgânicocomposto inorgânico e com e com
adição de adição de íons metálicosíons metálicos
Fosfato BFosfato B
Acerelado com Acerelado com
composto orgânicocomposto orgânico
88/18
Lubrificantes - óleosLubrificantes - óleos
ÓleoÓleo Componente Componente MajoritárioMajoritário
Componente Componente MinoritárioMinoritário
Viscosidade Viscosidade Cinemática Cinemática (mm(mm22.s.s-1-1))
40ºC40ºC 100ºC100ºC
11 Hidrocarboneto alifáticoHidrocarboneto alifático ÉsterÉster 1212 44
22
Hidrocarboneto alifático Hidrocarboneto alifático com cadeia carbônica com cadeia carbônica reta e hidrocarboneto reta e hidrocarboneto
aromáticoaromático
ÉsterÉster 11 11
33 Hidrocarboneto alifáticoHidrocarboneto alifáticoCompostos Compostos
sulfonados/sulfatados sulfonados/sulfatados ou fosfatadosou fosfatados
1717 44
Viscosidade cinemática da àgua a 20oC1 mm2.s-1
99/18
Condições de ensaioCondições de ensaio
No. No.
EnsaioEnsaioFosfatoFosfato ÓleoÓleo
DenominaçãoDenominação ComposiçãoComposição DenominaçãoDenominação ViscosidadeViscosidade
11 AA Composto Composto inorgânicoinorgânico
11 121222 BB Composto Composto orgânicoorgânico
33 CC Composto Composto orgânicoorgânico + + íons metálicosíons metálicos
44 AA Composto inorgânicoComposto inorgânico
22 1155 BB Composto inorgânico Composto inorgânico
66 CC Composto orgânico + Composto orgânico + íons metálicos íons metálicos
77 AA Composto inorgânicoComposto inorgânico
33 171788 BB Composto inorgânico Composto inorgânico
99 CC Composto orgânico + Composto orgânico + íons metálicos íons metálicos
1010/18
Ensaios de deslizamentoEnsaios de deslizamento
Plint&Partners TE-67 Plint&Partners TE-67 – Esfera-sobre-discoEsfera-sobre-disco
Força normal (FForça normal (FNN))
– 300 N300 N
Velocidade rotacional (Velocidade rotacional ())– 30 rpm30 rpm
Velocidade tangencial (v)Velocidade tangencial (v)– 0,06 m.s0,06 m.s-1-1
Raio da pista (r)Raio da pista (r)– 18 mm18 mm
RepetiçõesRepetições– 33
Tempo de ensaio– até a força tangencial atingir 62 N;
= 0,2 (lubrificação limítrofe)
1111/18
Coeficiente de atrito médio
– Período de lubrificação
Resistência ao engripamento (ns)
– Durabilidade do lubrificante
> 2
Respostas dos ensaiosRespostas dos ensaios
1212/18
Coeficiente de atritoCoeficiente de atrito
0 200 400 600 800 10000,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30Fosfato A
ns = 265ns = 679
Óleo 1 Óleo 2 Óleo 3
Número de rotações
Co
efic
ien
te d
e at
rito
ns = 133
0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 27000,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30Fosfato B
ns = 310ns = 2495
Óleo 1 Óleo 2 Óleo 3
Número de rotações
Co
efic
ien
te d
e at
rito
ns = 152
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30Fosfato 3
ns = 244ns = 568
Óleo 1 Óleo 2 Óleo 3
Número de rotações
Co
efic
ien
te d
e at
rito
ns = 151
Fosfato C
1313/18
Resistência ao engripamentoResistência ao engripamento
Grande dispersão dos resultados Grande dispersão dos resultados
– Óleo 3Óleo 3
Tempo de escorrimento do óleoTempo de escorrimento do óleo
Viscosidade do óleoViscosidade do óleo
GravidadeGravidade
Fosfato A Fosfato B Fosfato C
Óleo 1 154,00 ± 22,07 148,33 ± 9,07 153,33 ± 10,69
Óleo 2 275,33 ± 35,64 310,00 ± 35,00 230,33 ± 25,42
Óleo 3 683,33 ± 6,51 1481,25 ± 1149,18 457,67 ± 95,58
1414/18
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Re
sist
ên
cia
ao
En
gri
pa
me
nto
Óleo 1 Óleo 2 Óleo 3
Fofato AFosfato A
Resistência ao engripamentoResistência ao engripamento
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Re
sist
ên
cia
ao
en
gri
pa
me
nto
Óleo 1 Óleo 2 Óleo 3
Fosfato B
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Re
sist
ên
cia
ao
en
gri
pa
me
nto
Óleo 1 Óleo 2 Óleo 3
Fosfato C
1515/18
ComentáriosComentários
Óleo 3 (maior viscosidade) apresentou maior
resistência ao engripamento
Óleo 2 (viscosidade intermediária;
hidrocarbonetos aromáticos ) apresentou maior
resistência ao engripamento que o óleo 1.
Maior dispersões dos resultados para óleo 3
1616/18
Conclusões Conclusões
Parâmetros de ensaioParâmetros de ensaio
O tempo entre a aplicação do óleo e a realização do ensaio O tempo entre a aplicação do óleo e a realização do ensaio
é uma variável que deve ser controlada nos ensaios é uma variável que deve ser controlada nos ensaios
(tempo de escorrimento)(tempo de escorrimento)
A viscosidade do óleo e o efeito da gravidade podem A viscosidade do óleo e o efeito da gravidade podem
afetar o nível de retenção do óleo e a durabilidade da afetar o nível de retenção do óleo e a durabilidade da
camada de lubrificantecamada de lubrificante
1717/18
ConclusõesConclusões
Resistência ao engripamento
A resistência ao engripamento foi maior quando utilizado o óleo 3
O principal motivo deve-se ao fato desse óleo possuir a maior viscosidade
Quando utilizado o óleo 2, sua resistência ao engripamento foi maior do que no caso do óleo 1
Isto se deve à presença de compostos aromáticos na estrutura do óleo 2
1818/18
Atividades futuras
Relacionar os resultados com o tipo de camada
fosfatizada aplicada sobre o substrato
Análise da influência do tempo de escorrimento
do óleo na resistência ao engripamento