Título

UM ESTUDO SOBRE COEFICIENTE DE ATRITO E COEFICIENTE DE DESGASTE DE SISTEMAS REVESTIDOS SUBMETIDOS A ENSAIOS DE DESGASTE MICROABRASIVO

A STUDY ON FRICTION COEFFICIENT AND WEAR COEFFICIENT OF COATED SYSTEMS SUBMITTED TO MICRO-SCALE ABRASION TESTS

Autoria

Cozza, Ronaldo Câmara; Recco, Abel André Candido; Tschiptschin, André Paulo; Souza, Roberto Martins de; Tanaka, Deniol Katsuki

DOI

10.5151/2594-5327-15167

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Resumo

Diversos trabalhos sobre coeficiente de atrito em ensaios de desgaste abrasivo estão disponíveis na literatura, mas poucos estão relacionados ao coeficiente de atrito gerado em ensaios de desgaste micro-abrasivo por esfera rotativa. Este trabalho objetiva estudar a influência das durezas de filmes finos de nitreto de titânio (TiN) e carbeto de titânio (TiC) sobre os coeficientes de atrito e desgaste, em ensaios “ball-cratering”. Uma esfera de aço AISI 52100 e dois corpos de prova de aço-ferramenta AISI D2, um revestido com TiN e outro revestido com TiC, foram utilizados nos experimentos. A pasta abrasiva foi preparada com partículas de carbeto de silício (SiC) preto e água destilada. Duas forças normais e seis distâncias de deslizamento foram definidas, sendo as forças normal (N) e tangencial (T) monitoradas constantemente em todos os ensaios. Assim como N e T, com o auxílio de uma Régua Linear, o deslocamento (h) do corpo-de-prova, na direção paralela à aplicação da carga normal, foi continuamente medido, o que permitiu o cálculo da geometria de cada cratera de desgaste e, consequentemente, o cálculo do coeficiente de desgaste para as diferentes distâncias de deslizamento sem a necessidade de interrupção do ensaio. O coeficiente de atrito foi determinado pela relação entre as forças tangencial e normal, e para ambos revestimentos, os valores permaneceram, aproximadamente, na mesma faixa (entre μ = 0,4 e μ = 0,9). Por outro lado, o coeficiente de desgaste diminuiu com o aumento da dureza do revestimento.

 

Several works on the friction coefficient during abrasive wear tests are available in the literature, but only a few were dedicated to the friction coefficient in micro-abrasive wear tests conducted with rotating ball. This work aims to study the influence of titanium nitride (TiN) and titanium carbide (TiC) coatings hardness on the friction coefficient and wear coefficient in ball-cratering micro-abrasive wear tests. A ball of AISI 52100 steel and two specimens of AISI D2 tool steel, one coated with TiN and another coated with TiC, were used in the experiments. The abrasive slurry was prepared with black silicon carbide (SiC) particles and distilled water. Two normal forces and six sliding distances were defined, and both normal and tangential forces were monitored constantly during all tests. The movement of the specimen in the direction parallel to the applied force was also constantly monitored with the help of a Linear Ruler. This procedure allowed the calculation of crater geometry, and thus the wear coefficient for the different sliding distances without the need to stop the test. The friction coefficient was determined by the ratio between the tangential and the normal forces, and for both TiN and TiC coatings, the values remained, approximately, in the same range (from μ = 0.4 to μ = 0.9). On the other hand, the wear coefficient decreased with the increase in coating hardness.

Palavras-chave

Ensaio de desgaste microabrasivo; Filmes finos; Coeficiente de atrito; Coeficiente de desgaste.

Micro-abrasive wear testing; Thin films; Friction coefficient; Wear coefficient.