Como os plásticos se desgastam contra os metais

Testando compostos termoplásticos contra aço

Como os plásticos se desgastam com os metais? Testes combinando compósitos termoplásticos e contraface de aço laminado a frio AINSI 1141 foram feitos. Os maiores fatores de desgaste do composto (maior desgaste) resultaram na faixa mais suave (8-12 µin.) De acabamentos de superfície de metal. Ao contrário do que se poderia esperar intuitivamente, esse resultado é atribuído ao mecanismo de fricção de adesão e deformação das combinações metal / plástico. Os 12 a 16 µin. faixa rendeu os fatores de desgaste mais baixos. Os 50 a 70 µin. a faixa de acabamento superficial geralmente produzia fatores de desgaste intermediários para a maioria dos compósitos. As formulações não reforçadas foram exceções.

O policarbonato lubrificado com PTFW e reforçado com fibra de vidro foi o único material a apresentar um aumento na rugosidade da superfície quando testado contra uma contraface de aço. A rugosidade da superfície dos outros compósitos plásticos foi reduzida a apenas um oitavo no mesmo teste. Em todos os casos, a superfície do metal tornou-se mais áspera.

Comportamento de desgaste

O comportamento de desgaste de compósitos termoplásticos, em função do acabamento superficial de contrafaces de aço inoxidável e latão, foi testado com apenas dois valores de rugosidade do metal em vez de três. Como era esperado, os fatores de desgaste de todos os compósitos aumentaram quando a rugosidade da superfície da contraface de aço inoxidável 304 correspondente foi aumentada da faixa de 8 para 16 µin. para aquele de 50 a 70 µin. Os coeficientes de atrito, no entanto, tenderam a diminuir à medida que a rugosidade da superfície da contraface de metal correspondente aumentava.

Fatores de desgaste

Os fatores de desgaste dos compósitos plásticos e os coeficientes de atrito dos pares de desgaste foram geralmente maiores com o aço inoxidável 440 do que com o tipo 304. O material 440 também teve um fator de desgaste mais alto do que a classe 304 - provavelmente porque a classe 304 endurece com o desgaste.

Fatores de desgaste de plástico contra 8 a 16 µin. os acabamentos da superfície dos sutiãs são essencialmente iguais aos dos aços inoxidáveis. No entanto, os corpos de prova de latão se desgastam até oitenta vezes mais rápido do que o aço inoxidável quando combinados com fibra de vidro ou compósitos reforçados com fibra de carbono. Os compósitos de náilon 6/6 lubrificados com PTFE e os compósitos de náilon 6/6 reforçados com fibra de aramida e lubrificados com PTFE produziram um desgaste extremamente baixo nas amostras de latão. No entanto, o acabamento superficial final de alguns espécimes foi até quatro vezes mais áspero do que o inoxidável em pares de desgaste análogos.

Em comparação com os outros acabamentos de metal, aqueles nas contraface de liga de alumínio 2024 provaram ter uma faixa de tolerância mais estreita, resultando em fatores de desgaste aceitáveis ​​para os compósitos plásticos. O menor desgaste nominal ocorreu com 12 a 16 µin. acabamento em alumínio.

PTFE

O náilon 6/6 não reforçado lubrificado com PTFE e o composto de náilon 6/6 reforçado com fibra de aramida e lubrificado com PTFE proporcionaram as taxas de desgaste mais baixas de qualquer par envolvendo liga de alumínio. No entanto, os fatores de desgaste de todos os compósitos plásticos testados contra alumínio foram maiores do que os fatores de desgaste correspondentes gerados contra aço, aço inoxidável ou latão. Desgaste excessivo do sistema com contraface de bronze de fósforo foi observado com todos os compósitos termoplásticos, exceto para aqueles testados com as mesmas duas formulações lubrificadas com PTFE.

Comportamento de desgaste de compostos à base de fluoropolímero

Compósitos de PTFE contendo cargas inorgânicas, como pó de grafite, farinha de coque e fibras de vidro moído, apresentaram maiores fatores de desgaste e desgaste da superfície de contato quando executados em alumínio do que em aço. Em contraste, compósitos de PTFE contendo bronze e MoS sinérgico _2, produzem taxas de desgaste de compósito e metal de contato mais baixas em relação ao alumínio do que ao aço. Compósitos de PTFE contendo PPS, polioxibenzoato e preenchimentos orgânicos de polímero de reforço aromático (ARP) taxas semelhantes de orelha e desgaste da superfície de contato quando executados em aço e alumínio. Com todos os compósitos de fluoropolímero, os coeficientes de atrito foram maiores contra o alumínio do que contra o aço.

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