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ABRASÃO DE FERRO FUNDIDO CINZENTO
Aplicação a motores automotivos
Luiz Alberto Franco
Orientador: Prof. Dr. Amilton Sinatora
Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 1
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Energia consumida em carros de passeio
Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 2
3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015
[Holmberg]
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Energia consumida no motor
Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 3
3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015
[Holmberg]
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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
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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
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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
3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015
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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
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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
3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015
Riscamento a seco de FoFo polido - Superposição de imagem MEV, perfil de profundidade do risco e valor de COF, carga de 20 mN
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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
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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
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Energia despendida
Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 11
3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015
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Análises via MEV e FIB
Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 12
3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015
FoFo, CP polido (FPC) e atacado após riscamento, 75 mN
Imagem FIB de risco em FoFo polido, 75 mN, seção transversal ao risco
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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.
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Laboratório de Fenômenos de Superfície - LFS 14
OBRIGADO
3a. MOQUECA TRIBOLÓGICA - VITÓRIA - Setembro 2015