ABRASÃO DE FERRO FUNDIDO CINZENTO

Aplicação a motores automotivos

Luiz Alberto Franco

Orientador: Prof. Dr. Amilton Sinatora

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 1

Energia consumida em carros de passeio

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 2

3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015

[Holmberg]

Energia consumida no motor

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 3

3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015

[Holmberg]

Riscos em camisas

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 4

3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015

[Obara]

Largura (µm)

Profundi- dade (µm)

Risco/mm Fonte

4,5 a 5,6 0,4 155 a 175 Dimkowski

3 a 4 0,3 50 a 140 Obara

4 - - Santos Fo

Focos do trabalho

• Reprodução de riscos em laboratório

• Estimativa da energia despendida nos riscos

• Mecanismos abrasivos no riscamento

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 5

3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015

Simulação em laboratório

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 6

Hysitron TI 950 TriboIndenter

ENSAIO DE RISCAMENTO • CP’s de FoFo cinzento polidos e retificados • Cargas: 20, 50, 75, 100, 125, 150 e 200 mN, a seco • Velocidade: 15 μm/s – Risco de 600 µm • Taxa de amostragem: 200 Hz • Endentador: cônico, ângulo de 60o, raio da ponta 5 µm

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Coeficiente de atrito aparente

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 7

3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015

Ensaio de riscamento Hysitron, FoFo polido, carga 100 mN, a seco

Passagem do endentador por uma grafita

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 8

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 5 10 15 20 25 30 35 40

CO

F

Pro

fun

did

ade

(nm

)

Tempo (s)

CP Polido - 20 mN (ts)

Profund. COF

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Riscamento a seco de FoFo polido - Superposição de imagem MEV, perfil de profundidade do risco e valor de COF, carga de 20 mN

Perfilometria do risco

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 9

Parâmetros geométricos do risco: • Largura entre picos do pile up • Largura no plano de referência • Profundidade • Áreas de sulco e de pile up

3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015

Valores numéricos

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 10

3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015

Largura lp e profundidade p em função da carga

R2=0,93

R2=0,97

Riscamento de FoFo – Hysitron – Séries H1 e H2

Energia despendida

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 11

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Análises via MEV e FIB

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 12

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FoFo, CP polido (FPC) e atacado após riscamento, 75 mN

Imagem FIB de risco em FoFo polido, 75 mN, seção transversal ao risco

Referências

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 13

3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015

• Dimkovski, Z., Surfaces of honed cylinder liners, PhD Thesis, Chalmers University of Manufacturing and Technology, Göteborg, 2011.

• Holmberg, K., Andersson, P. e Erdemir, A., Global energy consumption due to friction in passenger cars, Tribology International 47, 2012, p. 221-234.

• Obara, R., Avaliação do desgaste em cilindros de motores de combustão interna – mapeamento de mecanismos e quantificação do desgaste, dissertação de mestrado em andamento, Escola Politécnica, USP, 2015.

• Profito, F., Contributions to the mixed EHD lubrication modelling of journal and sliding bearings, comunicação pessoal, tese de doutorado em andamento, Escola Politécnica , USP, 2015.

Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 14

OBRIGADO

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