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Abstract:
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Nos últimos anos, houve um aumento significativo na demanda por energia, principalmente nos setores industriais e de transporte. Nesses setores, o uso intensivo de máquinas pode resultar em um desgaste acelerado caso a lubrificação utilizada não for adequada. Estudos indicam que cerca de 23% do consumo global de energia está relacionado a contatos tribológicos. Diante desses desafios, investimentos consideráveis têm sido feitos na área da tribologia, com o objetivo de reduzir os custos associados ao desgaste de componentes, bem como diminuir o consumo de energia e a emissão de gases do efeito estufa. A tribologia é uma área de pesquisa abrangente que estuda a interação de superfícies em contato e movimento relativo, buscando o desenvolvimento de materiais, lubrificantes e revestimentos de superfícies que melhorem o desempenho e prolonguem a vida útil dos componentes em operação. O uso de lubrificantes continua sendo uma solução amplamente adotada para reduzir o atrito e o desgaste. O método mais comum é a lubrificação hidrodinâmica, na qual óleos e graxas são utilizados para criar uma película que evita o contato direto entre as superfícies em movimento. No entanto, esse método apresenta limitações em situações de alta pressão, vácuo, temperaturas extremas e em setores nos quais o uso de lubrificantes é restrito devido a reações químicas indesejáveis ou à possibilidade de contaminação do sistema. Diferente da lubrificação fluida onde há um filme de lubrificantes situado entre as superfícies, a lubrificação sólida utiliza um material de baixa tensão de cisalhamento, que impede o contato direto entre as superfícies em movimento, diminuindo assim o atrito e desgaste do sistema. Esse tipo de lubrificação é um método alternativo para resolver as limitações envolvendo lubrificação fluida. Nessa condição de lubrificação, temos materiais compósitos constituídos de matriz metálica com reservas de lubrificante dispersos homogeneamente ao longo do volume. Outra abordagem é a lubrificação híbrida, que combina os regimes de lubrificação sólida e líquida. Nesse caso, utiliza-se um material composto autolubrificante que é submetido a ensaios tribológicos, nos quais a lubrificação sólida atua em conjunto com a lubrificação hidrodinâmica. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito do uso de um compósito autolubrificante., quando submetidos a regimes de movimento recíproco em óleo, melhora o desempenho tribológico do sistema. Foram realizados ensaios em óleo, comparando uma a performance tribológica de um liga autolubrificante (compósito com reservatórios de lubrificante sólido), com uma liga de propriedades mecânicas semelhantes, mas sem estoques de lubrificante sólido dispersos ao longo do volume. Os resultados obtidos indicaram uma diferença estatisticamente relevante. A presença de lubrificante sólido levou a um aumento do COF médio em 1%, mas permitiu a redução da taxa de desgaste média do corpo em 52% sem alterar a taxa de desgaste média do contra corpo. Tais resultados demonstram um grande potencial da lubrificação híbrida para a proteção de componentes contra o desgaste, incentivando a utilização de componentes autolubrificantes sinterizados como forma de aumentar a vida útil de peças em sistemas que contam com lubrificação fluida. |
