Avaliação do comportamento ao desgaste de compósitos poliméricos

Abstract

Embora os materiais poliméricos têm sido empregados na indústria como alternativa na substituição de outros materiais, por apresentarem vantagens como redução de custo e peso do produto, ainda há questões que limitam a sua utilização. Uma das principais questões enfrentadas é o comportamento tribológico destes materiais. Este trabalho visa o estudo do comportamento tribológico de desgaste dops compósitos terroplásticos de engenharia: Poli (amida-imida) com fibra de carbono e PTFE, Poli (amida-imida) com grafite e PTFE, Poli (éter éter cetona) com fibra de carbono e PTFE, Poli (aril éter cetona) com fibra de carbono e de um polímero termofixo a base de resina fenólica, com fibra de vidro e carga mineral contra o aço à seco. Para a avaliação da resistência ao desgaste foi utilizado o método de esfera sobre a placa. A influência da carga aplicada e da distância de deslizamento foi avaliada. Esferas de aço SAE52100 (100Cr6) foram utilizadas como contra corpos. Antes dos ensaios a dureza, a densidade e as características térmicas dos compósitos poliméricos foram analisadas. Para avaliação do contra corpo metálico, foi realizado um ensaio metalográfico e medições de dureza. Após a elaboração dos corpos de prova, os valores de rugosidade foram obtidos para avaliar a padronização das superfícies. As dimensões das crateras após os ensaios de desgaste foram identificadas através de microcospia óptica. Os mecanismos de desgaste foram observados por meio de microscopia eletrônica de varredura e a composição química foi verificada após o ensaio tribológico por espectrometria de energia dispersiva. No geral, os resultados revelaram que os compósitos termoplásticos apresentaram melhor desempenho tribológico frente ao termofixo, com redução do volume desgastado de 60% a 99%, aproximadamente

While polymeric materials have been used in industry as an alternative for the substitution of other materials, because they have advantages such as cost and weight reduction of the product, there are issue that limit their use. One of the major issues facing is the tribological behavior of these materials. This dissertation aims to study the tribological behavior of engineering thermoplastics composites: Poly (amide-imide) with carbon fiber and PTFE, Poly (amide-imide) with graphite and PTFE, Polly (ether ether ketone) with carbon fiber and PTFE, Poly (aryl ether ketone) with carbon fiber and a thermosetting composite based on phenolic resin with glass fiber and mineral filler against steel in dry condition. To evaluate the wear resistance, the method used was the ball cratering. Tests were performed without the presence of lubricants. The influence of the applied load and the sliding distance was measured. In all essays steel balls of SAE52100 (100Cr6) were used as counter bodies. Before testing, the hardness, density and thermal characteristics of the polymeric composites were analyzed. For evaluate the metallic counter face, metallographic essay was carried out and hardness measurements were done. After the preparation of tests speciments the surface roughness were measured, to ensure standardization of the surfaces. The size of the craters made up with the wear tests were identified by optical microscopy. The wear mechanisms were observed by scanning electron microscopy and chemical composition was observed after the tribological test by energy dispersive spectrometry. Overall, the results revealed that thermoplastic composities showed 60% to 99%, approximately on the volume removed