Title

EFFECT OF WATER TEMPERATURE ON THE ULTRA LOW FRICTION COEFFICIENT OF Si3N4–Al2O3 SLIDING PAIR

EFEITO DA TEMPERATURA DA ÁGUA NO ULTRA BAIXO COEFICIENTE DE ATRITO NO DESLIZAMENTO DO PAR Al2O3-Si3N4

Authorship

Santos, Eliel dos; Oliveira, Roberto Pereira de; Ferreira, Vanderlei; Sinatora, Amilton

Santos, Eliel dos

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Oliveira, Roberto Pereira de

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Ferreira, Vanderlei

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Sinatora, Amilton

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DOI

10.5151/5463-5463-17676

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Abstract

The effect of water temperature on the wear and friction coefficient between a Si3N4 ball and a Al2O3 disc was evaluated in a ball-on-disc setup,at a sliding speed of 1 m/s, with 54 N load and lubricated with distilled and deionized water. The coefficient of friction in the steady state was 0.02 and 0.006 for water temperatures of 2.6 and 21.5 ºC respectively. For water temperature of 41.1 ºC the friction coefficient did not reach a steady state reaching 0.18 at the end of the test. There was an increase in the wear and also in the running in period as the water temperature was increased. The wear on the alumina disc was smaller than in the silicon nitride ball. After the tests with water temperature of 21.5 ºC the disc has greater roughness than initial value in some sections of the track, besides that ultra low friction coefficient was achieved.

Foram realizados ensaios tribológicos na configuração esfera contra disco, sendo esfera de Si3N4 e disco de Al2O3, com velocidade de deslizamento de 1 m/s, carga de 54 N lubrificado com água destilada e deionizada, avaliar o efeito da temperatura da água no desgaste e no coeficiente de atrito. O coeficiente de atrito no regime estacionário foi de 0,02 e 0,006 para temperatura da água de 2,6 e 21,5 ºC respectivamente. Para temperatura da água de 41,1 ºC o coeficiente de atrito não atingiu um regime estacionário apresentando um valor de 0,18 no final do ensaio. Foi verificado um aumento no desgaste bem como no tempo de running in com o aumento da temperatura da água. O desgaste no disco de alumina foi menor que na esfera de nitreto de silício. Após os ensaios com temperatura da água de 21,5 ºC, onde foi obtido o regime de ultra baixo coeficiente de atrito, o disco apresentou uma rugosidade com valores acima da inicial em alguns trechos da trilha obtendo-se mesmo assim ultra baixo coeficiente de atrito.

Keywords

Friction coefficient; Silicon nitride; Alumina

Coeficiente de atrito; Nitreto de silício; Alumina.