Avaliação do comportamento tribológico do politetrafluoretileno contra aço inoxidável sem lubrificação em ensaio pino sobre disco

• Autor(a) principal: Boutin, Felipe Fernando
• Data de Publicação: 2015
• Outros Autores: Rocha, Lucas Prado Caetano
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10236
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Polímeros - Análise; Lubrificação e lubrificantes; Aço - Análise; Polymers - Analysis; Lubrication and lubricants; Steel - Analysis

O politetrafluoretileno (PTFE), principal material de estudo no presente trabalho, é comumente utilizado na indústria em aplicações tribológicas sem lubrificação. A proposta deste trabalho é avaliar o PTFE contra aço inoxidável em ensaio normalizado do tipo pino sobre disco sem lubrificação. Além disso, comparam-se os resultados com ensaios tipo mancal sobre eixo realizado em trabalho anterior. Para entendimento do comportamento tribológico do PTFE, fez-se uma revisão bibliográfica focando parâmetros que influenciam o atrito cinético e os principais mecanismos de desgaste dos polímeros. O aço inoxidável, material que foi utilizado como contra-corpo nos ensaios, teve suas características brevemente abordadas nessa revisão. Os ensaios foram realizados em quatro condições com valores pré-definidos de pressão de contato, velocidade de deslizamento e com condição PV (produto das duas variáveis) constante, replicando condições que foram utilizadas nos ensaios do tipo mancal sobre eixo. Nos ensaios observou-se que o coeficiente de atrito cinético atingiu um patamar de estabilidade em tempo muito inferior aos apresentados na configuração mancal sobre eixo. Os valores do coeficiente adimensional de Archard encontrados vão de encontro à literatura. Constatou-se aumento sutil da temperatura com o aumento do carregamento normal. A temperatura no contato mostrou-se, devido aos aspectos geométricos dos experimentos, mais elevada nos ensaios de mancal sobre eixo do que os realizados neste estudo. Realizaram-se análises das superfícies, antes e após os ensaios, utilizando interferometria de luz branca, microscopia eletrônica de varredura e FTIR. Constatou-se que os mecanismos de desgaste operantes foram: o adesivo e o abrasivo, com predomínio do primeiro tanto no presente trabalho quanto nos ensaios do tipo mancal sobre eixo. As alterações topográficas no aço inoxidável foram tênues após os ensaios, enquanto para o polímero constatou-se alterações drásticas na superfície, assim como ocorrido nos ensaios tipo mancal sobre eixo. Verificou-se que as partículas de desgaste mesclaram-se formando filmes multicamadas, os quais foram expulsos do contato para as laterais das pistas de deslizamento. As partículas encontradas no sistema pino sobre disco foram menores que as encontradas no sistema mancal sobre eixo. Também observou-se formação de fibrila nas partículas de desgaste para ambos os sistemas tribológicos, o que indica aumento da cristalinidade. Os espectros fornecidos por FTIR permitiram constatar, para ambos os sistemas, alterações nas cadeias do polímero.