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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE MOAGEM NA MORFOLOGIA E DESEMPENHO TRIBOLÓGICO DE BLENDAS POLIMÉRICAS AUTOLUBRIFICANTES PAEK + PTFE
Submission Author:
Jose Daniel Biasoli de Mello , MG
Co-Authors:
Diego Salvaro, João Dudy, Fabiana De Oliveira Palheta, Cristiano Binder, Aloisio Nelmo Klein, Guilherme Barra, Jose Daniel Biasoli de Mello
Presenter: Jose Daniel Biasoli de Mello
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0059
Abstract
Os maiores desafios do século estão ligados à redução do consumo de energia e emissões de gases que promovem o aquecimento global, consequentemente, mudanças climáticas. Esforços vêm sendo realizados para o desenvolvimento de produtos e processos mais eficientes. A literatura reporta claramente a relevância das perdas em processos tribológicos: em um automóvel de passageiros, cerca de 17% da energia gerada pela combustão do combustível é dissipada por atrito no motor e transmissão. Além disso, a tendência de se reduzir o uso de óleos lubrificantes e aditivos amplifica os desafios tribológicos atuais. A aplicação de materiais poliméricos com requisitos tribológicos é cada vez mais comum devido ao seu fácil processamento (moldagem por injeção) e sua menor densidade (redução de massa). Dentre esses estão o poli(éter-éter-cetona) (PEEK) e o poli(aril-éter-cetona) (PAEK) com boas propriedades mecânicas, e o poli(tetrafluoretileno) (PTFE), um lubrificante sólido. Neste trabalho foram produzidas, por compactação a quente, blendas de PAEK+PTFE nas proporções de 2% a 30% de PTFE, utilizando o processo de moagem de baixa e alta energia. A morfologia e composição das partículas pós moagem foram analisadas por interferometria de luz branca (ILB), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raio-X (EDS). A fractografia foi realizada via MEV-EDS. Para avaliação tribológica, testes do tipo recíproco (2Hz, 10mm) com contracorpo de aço AISI 52100 foram conduzidos primeiramente no modo escalonado, onde a força normal sofre incrementos de 7N a cada 10 min e o teste é interrompido quando o coeficiente de atrito (COF) ultrapassa o valor de 0,2 de forma a determinar a durabilidade do regime autolubrificante. Testes com força normal constante (91N, 1h) também foram realizados e os volumes desgastados (amostras e contracorpos) foram medidos por interferometria óptica a partir do perfil médio das marcas de desgaste. A moagem de alta energia leva a formação de partículas menores e mais deformadas plasticamente, além disso, a incorporação do PTFE no PAEK é mais homogênea. A partir da concentração de 5% de PTFE o efeito autolubrificante se manifesta, sendo alcançados os melhores resultados para 15% de lubrificante sólido, com taxa de desgaste média de 9,4x10-16 mᶟ/Nm e COF médio de 0,08, enquanto que os resultados para o PAEK puro foram 5,3x10-14 mᶟ/Nm e 0,32 para taxa de desgaste e COF respectivamente, ou seja uma redução de duas ordens de grandeza na taxa de desgaste e um COF quatro vezes menor.
Keywords
energia de moagem, Morfologia, tribologia, blendas poliméricas autolubrificantes, PAEK + PTFE
