Resistência ao desgaste dos sistemas POM/Al6063 T5 e PA6 20% fibra de vidro/Al6063 T5

Abstract

O crescente desenvolvimento dos polímeros viabilizou a aplicação em inúmeras situações que a algumas décadas não eram viáveis. A indústria do segmento de móveis e acessórios está ligada ao uso de polímeros em boa parte de seus produtos, é dentro deste contexto de aprimoramento que este trabalho está inserido. Este trabalho tem por objetivo avaliar a resistência ao desgaste de dois materiais polioximetileno (POM) e PA6 com 20% de fibra de vidro, contra uma superfície da liga Al 6063 T5, utilizando tribômetro na configuração ball-on-plate. Além disso, será realizado um teste em escala real que simula as condições reais de aplicação (teste funcional), visando determinar o desempenho de cada par tribológico. O teste constitui na utilização de esferas de POM e PA6 20% de fibra de vidro obtidas pelo processo de injeção e de placas de Al 6063 T5 obtidas pelo processo de extrusão. Os ensaios de desgaste foram realizados com cargas de 1N, 3N, 5N e 8N e percurso de 20 mm na modalidade ball-on-plate. Para a execução do teste foi utilizada uma triplicata de amostras em cada carga, com a utilização do tribômetro foi avaliada a variação do coeficiente de atrito das amostras durante o percurso do teste, a avaliação do desgaste das esferas foi realizada por microscopia óptica e perfilometria. Foi realizado um teste funcional para a comparação dos resultados com o ensaio ball-on-plate. Para a avaliação do comportamento ao desgaste das amostras em função dos parâmetros apresentados, foi proposta a utilização da teoria de Hertz a fim de obter a tensão de contato aproximada entre a esfera e o corpo de prova. Utilizou-se a equação da norma G133-05 para a estimar a perda de material por desgaste em cada carga. Os resultados indicaram uma tendência de desgaste maior para o material POM quando comparado com o PA6 20% de fibra de vidro. Esse comportamento pode estar associado a resistência inferior das propriedades mecânicas do POM comparativamente ao PA6, contendo fibras de vidro em sua estrutura, as quais conferem elevada resistência ao desgaste ao último.

The growing development of polymers made it possible to apply it in countless situations that were not feasible a few decades ago. The furniture and accessories industry is linked to the use of polymers in a good part of its products, it is within this context of improvement that this work is inserted. This work aims to evaluate the wear resistance of two polyoxymethylene (POM) and PA6 materials with 20% glass fiber, against an al 6063 T5 alloy surface, using a tribometer in the ball-on-plate configuration. In addition, a full-scale test will be carried out that simulates the real application conditions (functional test), in order to determine the performance of each tribological pair. The test consists of using POM and PA6 spheres 20% fiberglass obtained by the injection process and 6063 T5 plates obtained by the extrusion process. The wear tests were carried out with loads of 1N, 3N, 5N and 8N and a 20 mm course in ball-onplate mode. For the execution of the test, a triplicate of samples was used in each load, with the use of the tribometer it was evaluated the variation of the coefficient of friction of the samples during the course of the test, the evaluation of the wear of the balls was performed by optical microscopy and profilometer. A functional test was performed to compare the results with the ball-on-plate test. For the evaluation of the wear behavior of the samples as a function of the presented parameters, it was proposed to use the Hertz theory in order to obtain the approximate contact voltage between the sphere and the specimen. The G133-05 standard equation was used to estimate the material loss due to wear on each load. The results indicated a greater wear tendency for the POM material when compared to pa6 20% fiberglass. This behavior may be associated with the lower resistance of the mechanical properties of POM compared to PA6, containing glass fibers in its structure, which give high resistance to wear to the latter.