Fazendo melhorias tribológicas em superfícies de furos

Este processo “mecanoquímico” pode melhorar as propriedades tribológicas de materiais ferrosos, como aço e ferro fundido, por meio de polimento/plaqueamento enquanto impregna a superfície em um nível nano com tungstênio. Crédito da foto:Sunnen

Muitas vezes, o brunimento é uma das operações finais de usinagem para peças com furos de precisão que devem acomodar componentes internos correspondentes. De acordo com o fabricante de equipamentos de brunimento e abrasivos Sunnen, o processo pode remediar várias condições desfavoráveis ​​do furo, incluindo tamanho de diâmetro, boca de sino, ondulação, conicidade, arco-íris, formato de barril, vibração do alargador, marcas de mandrilamento e furos fora do arredondamento. Ele pode atingir tolerâncias de diâmetro de furo de ± 0,0002 polegada, deixando para trás seu padrão de hachura de assinatura para retenção de lubrificação.

Dando um passo à frente, a Sunnen recentemente fez uma parceria com a Applied Nano Surfaces (ANS) da Suécia para oferecer a tecnologia ANS Tribocondicionamento em equipamentos de brunimento CNC Sunnen padrão. O tribocondicionamento, que é um processo realizado após o brunimento e que se assemelha muito a uma operação de brunimento, pode melhorar o acabamento da superfície do furo e a vedação da combustão enquanto reduz o atrito e o desgaste entre os componentes de acoplamento.

Ele faz isso por meio do que as empresas chamam de processo “mecanoquímico” projetado para melhorar as propriedades tribológicas de materiais ferrosos (como aço e ferro fundido) por meio de polimento/plaqueamento enquanto impregna a superfície em um nível nano com tungstênio .

Imagine uma operação típica de brunimento:uma ferramenta giratória (mandril) equipada com pedras abrasivas entra e sai de um furo enquanto é lubrificada com óleo. Durante o processo, a ferramenta expande os abrasivos para entrar em contato com a superfície do furo, permitindo que eles removam pequenas quantidades de material para trazer o furo ao seu tamanho e acabamento adequados.

A pressão das “saliências” de metal duro sobre a superfície do furo combinada com o calor que é desenvolvido faz com que o tungstênio no fluido Tribocondicionamento fique impregnado na superfície do material base em um nível submicrônico. Crédito da foto:Sunnen

Com o Tribocondicionamento, as pedras abrasivas são substituídas por “bordas” de carboneto retificado e polido e o óleo é substituído pelo fluido de processo contendo tungstênio. A pressão das bordas na superfície do furo combinada com o calor que é desenvolvido faz com que o tungstênio no fluido fique impregnado - quimicamente infundido e ligado - na superfície do material de base em um nível submicrônico. Como o tungstênio é impregnado no material base, não está sujeito a descamação ou descamação, como pode acontecer com outros revestimentos resistentes ao desgaste aplicados. (ou seja, o Tribocondicionamento não é um processo de revestimento.) E resiste melhor à degradação de solventes, combustíveis e lubrificantes. Além disso, o processo produz um efeito “como-executado” na superfície platô afiada enquanto ainda deixa para trás a hachura de brunimento subjacente.

Uma aplicação bem adequada para o Tribocondicionamento são os cilindros e camisas de motores automotivos, onde o atrito reduzido entre esses componentes e os anéis do pistão significa menos perda de energia e emissões reduzidas. Além disso, o efeito de polimento serve como o processo de “amaciamento” para cilindros e camisas que ocorreria quando um motor é montado e ligado pela primeira vez. Além disso, as peças tratadas são mais compatíveis com lubrificantes de menor viscosidade, resultando em melhor economia de combustível do motor sem o risco de falhas relacionadas ao desgaste.

Para componentes como camisas de cilindro, o processo produz uma superfície “como run” na superfície platô afiada, deixando para trás a hachura de brunimento subjacente.

Outros componentes automotivos aplicáveis ​​para Tribocondicionamento em máquinas de brunir incluem rolamentos, guias de válvulas e bielas. O processo também é apropriado para engrenagens e conjuntos hidráulicos, como válvulas de cartucho.

A Sunnen oferece o tratamento Tribocondicionamento para uso em suas novas máquinas de brunir, mas a tecnologia também pode ser adaptada para máquinas existentes que atendem aos requisitos de alimentação de precisão e sistemas de controle necessários para produzir as forças necessárias para o processo.

Mas, além da capacidade de tratar superfícies de furos de diâmetro interno, a ANS desenvolveu processos de Tribocondicionamento para superfícies de diâmetro externo com geometria complexa, incluindo árvores de cames, virabrequins e dentes de engrenagem usando outras plataformas de equipamentos de máquinas-ferramenta convencionais.