Comportamento tribológico SAE 1045 x DIN GG20 em contatos côncavo-convexo presentes em máquinas-ferramenta

Abstract

A resposta ao desgaste dos materiais é amplamente influenciada pela natureza específica de seus microconstituintes e pela predominância de um conjunto de parâmetros interconectados ao sistema em que esses materiais são empregados. Com o objetivo de realizar a caracterização tribológica do par de materiais SAE 1045 e DIN GG20, foram conduzidos testes de desgaste sob condições de deslizamento a seco em sistema gerador de desgaste com contato côncavo-convexo, análogo ao encontrado em máquinas ferramenta. As características de desgaste foram então determinadas com base em múltiplos fatores, como dureza, microestrutura, rugosidade, aparência das superfícies desgastadas, perda de massa decorrente do processo de desgaste, coeficiente de desgaste e coeficiente de desgaste específico. Para a realização desses testes de desgaste, utilizou-se um tribômetro do tipo buchapino. 210 mil ciclos de desgaste foram executados ao longo de 7 paradas regulares para medições de perda de massa e de rugosidade. O carregamento aplicado foi 50N e a velocidade de rotação foi de 45 rpm. Os ensaios foram realizados em triplicata. Em geral, observou-se maior desgaste nas buchas de DIN GG20 em relação aos pinos SAE 1045. Inicialmente, o coeficiente de atrito registrado foi de 0,25, porém foi observado aumento neste valor em função da distância percorrida e uma posterior retirada de camada sólida lubrificante formada durante o desgaste da bucha. As medições de rugosidade revelaram uma diminuição, em média, de 54% nos pinos e 24% nas buchas. Após a realização dos ensaios foram encontrados indicativos da ocorrência dos mecanismos de desgaste de adesão, corrosão, fadiga superficial e em especial de abrasão por polimento que se apresentou como mecanismo de desgaste dominante para o sistema adotado em ambas as contrapartes o que pode ser também observado pela queda nos valores de rugosidade medidos durante o ensaio.

The response to wear of materials is influenced by the specific nature of their microconstituents and the predominance of a set of parameters interconnected to the system in which these materials are used. In order to conduct the tribological characterization of the pair of materials SAE 1045 and DIN GG20, wear tests were conducted under dry sliding conditions in a wear generating system with concaveconvex contact, analogous to that found in machine tools. Wear characteristics were then determined based on multiple factors, such as hardness, microstructure, roughness, appearance of worn surfaces, mass loss resulting from the wear process, wear coefficient and specific wear coefficient. To carry out these wear tests, a bushingpin type tribometer was used. 210 thousand wear cycles were carried out over 7 regular stops to measure mass loss and roughness. The applied load was 50N and the rotation speed was 45rpm. The tests were performed in triplicate. In general, greater wear was observed on DIN GG20 bushings in relation to SAE 1045 pins. Initially, the friction coefficient recorded was 0.25, however an increase in this value was observed depending on the distance traveled and subsequent layer removal. solid lubricant formed during bushing wear. Roughness measurements revealed a decrease, on average, of 54% in pins and 24% in bushings. After carrying out the tests, indications of the occurrence of wear mechanisms adhesion, corrosion, surface fatigue and in particular abrasion due to polishing were found, which was the dominant wear mechanism for the system adopted in both counterparts, which can also be observed by the drop on the roughness values measured during the test.