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