Title

INFLUÊNCIA DA ATMOSFERA NA TRIBO CAMADA 1 FORMADA EM REVESTIMENTOS MULTIFUNCIONAIS

EFFECT OF THE ENVIRONMENT ON THE TRIBOLAYER FORMED ON MULTIFUNCTIONAL DLC COATINGS

Authorship

Mello, José Daniel Biasoli e; Binder, Roberto

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Binder, Roberto

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DOI

10.5151/2594-5327-15083

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Abstract

Na maioria dos contatos tribológicos uma tribo camada se forma entre as superfícies em movimento relativo. O ambiente tem um papel crucial na cinética de formação desta tribo camada e desta forma afeta significativamente atrito e desgaste. O presente trabalho apresenta o efeito de alguns gases no comportamento tribológico de revestimentos multifuncionais. Os revestimentos, produzidos por magnetron sputering, foram ensaiados em um tribometro alternativo operando em altas pressões de câmara. Foram utilizados parâmetros tribológicos constantes e variados os gases constituindo a atmosfera de ensaio. Foram avaliados o coeficiente de atrito, os mecanismos de desgaste e a taxa de desgaste do corpo e contra-corpo. Os mecanismos de desgaste foram avaliados por interferometria laser, microscopia eletrônica de varredura, micro análise por dispersão de energia e micro espectroscopia Raman. Tanto o coeficiente de atrito quanto as taxas de desgaste do corpo e contra-corpo foram afetados pela atmosfera presente na câmara de ensaio. Espectros Raman das tribo camadas apresentaram dois picos típicos de DLC (Bandas G e D) bem como bandas de baixa intensidade a baixas freqüências características de óxidos a base de ferro produzidos pela reação do contra corpo (aço 52100) com o ambiente. A presença de uma intensa banda grafítica (G) aparentemente induz o melhor desempenho tribológico do sistema operando em ambiente R600a.

Friction and wear control can be achieved primarily by considering the nature of the counter faces, together with the environmental conditions. In most cases, a transfer film is found on the sliding surfaces. The environment plays a crucial role on the kinetics of formation and on the composition of the transfer film, and thus strongly influences friction levels and wear rates. In this paper, the effect of the actual environment (refrigerant) present in hermetic compressors on the tribological behaviour of a Si rich multifunctional DLC coating deposited on 1020 steel and tested against 52100 steel pins was analyzed. Unlubricated reciprocating pin-on- disk tests were performed using a High Pressure Tribometer under different atmospheres (Air, CO2 and R600a). The tribological behaviour (friction coefficient and wear rate results) was analyzed using laser interferometry, scanning electron microscopy and micro Raman spectroscopy. Samples tested in R600a environment presented the lowest friction coefficient and the lowest wear rate for both body and counter-body.

Keywords

Revestimentos multi funcionais; Tribocamada; Ambiente.

Multifunctional coatings; Tribolayer; Environment.