Simulação de desgaste abrasivo via eventos múltiplos

 

W. M. da Silva e J. D. B. de Mello

Universidade Federal de Uberlândia, UFU, Faculdade de Engenharia Mecânica, Laboratório de Tribologia e Materiais, Av. João Naves de Ávila, 2160, Campus Santa Mônica, Bloco 1R, CEP: 38400-902, Uberlândia - MG, Brasil.

ltm-demello@ufu.br

 

 

RESUMO: A otimização de processos abrasivos é alvo constante de estudos científicos, seja no sentido de minimizar a perda de massa de um sistema tribológico sujeito à presença de abrasivos, seja no sentido de melhorar a qualidade superficial em processo de fabricação, que utilizam abrasivos para remover material. Recentemente, os sistemas de desgaste abrasivo têm sido classificados em função da dinâmica das partículas atuantes: (a) deslizamento das partículas sobre a superfície produzindo sulcamento e/ou riscamento; (b) rolamento dos abrasivos entre as superfícies, levando a formação de indentações múltiplas. O predomínio de uma destas dinâmicas é função das características do sistema, destacando-se a carga por abrasivo, geometria da partícula abrasiva e relação de dureza entre as superfícies. O presente trabalho propõe uma metodologia que relaciona os principais parâmetros dos ensaios laboratoriais de desgaste abrasivo através de uma simulação instrumentada. O equipamento utilizado nesta simulação é um esclerômetro retilíneo que reproduz a atuação de um grão abrasivo sobre a superfície de uma amostra. A partir das informações contidas na superfície desgastada original realiza-se uma seqüência de indentações e riscos/sulcos em posições aleatórias dentro de uma área pré-determinada obtendo uma nova superfície. É possível dimensionar a quantidade, intensidade e direção (no caso de riscos/sulcos) dos eventos. Usando interferometria laser e MEV constatou-se a semelhança entre a topografia e os mecanismos de desgaste da superfície produzida na simulação e a superfície original. Observou-se, também, que a simulação é sensível ao direcionamento dos eventos e mecanismos de desgaste.

Palavras chave: Desgaste Abrasivo, mecanismo de desgaste, simulação, eventos múltiplos.

 

 

ABSTRACT: The optimisation of the abrasive process is the constant aim of scientific studies, either to minimize the mass lost of any tribological system submitted to abrasive presence, or to improve the superficial quality in the machining and/or finishing processes which use abrasives to remove materials. Recently, the wear system has been classified in two different groups, according to its particle dynamic: (a) sliding of the acting particles on the sample surface producing the mechanism of microcutting and/or microploughing or microcracking; (b) the rolling of the abrasives between the surfaces leading to multiple indentation formation. Predominance of one or the other dynamic is due to system features, especially the force by particle, abrasive particle geometry and hardness ratio between the surfaces. The present work proposes a methodology that shows the principal parameters of laboratory abrasive wear tests by instrumented simulation. The equipment used in this simulation is a rectilinear esclerometer that reproduces the act of one abrasive particle on a sample surface. By an original wear surface analysis, a sequence of indentations and scratchs/grooves in random positions inside a pre-defined area can be obtained. It is possible to dimension the quantity, intensity and direction (in case of scratch) of the events. A surface similar to the original can be obtained by simulation. The wear mechanism and topography of this new surface can be described using laser interferometry and SEM. It can also be observed that the simulation is sensible to the direction of events and wear.

Keywords: abrasive wear, wear mechanisms, simulation, multiply events.

 

 

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