Estudo do atrito em chapas fosfatizadas e lubrificadas utilizadas em operações de estampagem Lydia Figueiredo Maria Cristina Moré Farias Amilton Sinatora

Sumário Introdução Objetivo Materiais e métodos Resultados e discussão Conclusões

Introdução Processos de estampagem → Solução: Mas ... Nessa condição: atrito e desgaste entre as peças em contato Solução: camadas fosfatizadas Mas ... não dão proteção anticorrosiva à superfície nem sempre sua aplicação é feita imediatamente antes do processo de conformação Nessa condição: uso de um lubrificante com propriedades anticorrosivas

Objetivo Avaliar o comportamento do coeficiente de atrito de chapas fosfatizadas destinadas à conformação em função do tipo de óleo lubrificante aplicado sobre sua camada fosfatizada

Materiais metálicos Discos (corpos) Aço baixo carbono (AISI 1006) Esferas (contra-corpos) Aço para rolamento (AISI 52100)

Linha de fosfato em escala laboratorial Etapa Concentração (g/L) Temperatura (oC) Imersão (s) Desengraxe 60 80 30 Ativação Ambiente 22 Refinamento 0,3 53 Fosfatização 35 65 Aceleração 0,35 - Neutralização

Recobrimentos – fosfatos de zinco Fosfato C Acerelado com composto inorgânico e com adição de íons metálicos Fosfato A Acerelado com composto inorgânico Fosfato B Acerelado com composto orgânico

Lubrificantes - óleos Viscosidade cinemática da àgua a 20oC 1 mm2.s-1 Componente Majoritário Componente Minoritário Viscosidade Cinemática (mm2.s-1) 40ºC 100ºC 1 Hidrocarboneto alifático Éster 12 4 2 Hidrocarboneto alifático com cadeia carbônica reta e hidrocarboneto aromático 3 Compostos sulfonados/sulfatados ou fosfatados 17 Viscosidade cinemática da àgua a 20oC 1 mm2.s-1

Composto orgânico + íons metálicos Condições de ensaio No. Ensaio Fosfato Óleo Denominação Composição Viscosidade 1 A Composto inorgânico 12 2 B Composto orgânico 3 C Composto orgânico + íons metálicos 4 5 6 7 17 8 9

Ensaios de deslizamento Plint&Partners TE-67 Esfera-sobre-disco Força normal (FN) 300 N Velocidade rotacional (w) 30 rpm Velocidade tangencial (v) 0,06 m.s-1 Raio da pista (r) 18 mm Repetições 3 Tempo de ensaio até a força tangencial atingir 62 N; m= 0,2 (lubrificação limítrofe)

Respostas dos ensaios Coeficiente de atrito médio Período de lubrificação Resistência ao engripamento (ns) Durabilidade do lubrificante m > 2

Coeficiente de atrito Fosfato C

Resistência ao engripamento Fosfato A Fosfato B Fosfato C Óleo 1 154,00 ± 22,07 148,33 ± 9,07 153,33 ± 10,69 Óleo 2 275,33 ± 35,64 310,00 ± 35,00 230,33 ± 25,42 Óleo 3 683,33 ± 6,51 1481,25 ± 1149,18 457,67 ± 95,58 Grande dispersão dos resultados Óleo 3 Tempo de escorrimento do óleo Viscosidade do óleo Gravidade

Resistência ao engripamento Fosfato A

Comentários Óleo 3 (maior viscosidade) apresentou maior resistência ao engripamento Óleo 2 (viscosidade intermediária; hidrocarbonetos aromáticos ) apresentou maior resistência ao engripamento que o óleo 1. Maior dispersões dos resultados para óleo 3

Conclusões Parâmetros de ensaio O tempo entre a aplicação do óleo e a realização do ensaio é uma variável que deve ser controlada nos ensaios (tempo de escorrimento) A viscosidade do óleo e o efeito da gravidade podem afetar o nível de retenção do óleo e a durabilidade da camada de lubrificante

Conclusões Resistência ao engripamento A resistência ao engripamento foi maior quando utilizado o óleo 3 O principal motivo deve-se ao fato desse óleo possuir a maior viscosidade Quando utilizado o óleo 2, sua resistência ao engripamento foi maior do que no caso do óleo 1 Isto se deve à presença de compostos aromáticos na estrutura do óleo 2

Atividades futuras Relacionar os resultados com o tipo de camada fosfatizada aplicada sobre o substrato Análise da influência do tempo de escorrimento do óleo na resistência ao engripamento