Análise tribológica de materiais para corrediças de moldes

Abstract

As corrediças ou chapas de deslize são componentes de moldes sujeitos à interacção mecânica e tribológica com componentes de aço, designados por guias prismáticas. As corrediças são componentes em bronze de alumínio ou bronze de alumínio grafitado. Devido à boa compatibilidade tribológica entre o bronze de alumínio e o aço, o seu uso tem grande relevância na indústria de moldes. No entanto o seu preço é elevado pelo que se procura encontrar um material alternativo. Com esse objectivo foram testados vários materiais: uma liga de zinco-alumínio, um metal duro, um ferro fundido cinzento e um latão de alta resistência, utilizando-se sempre o aço como contra-corpo. Foram realizados ensaios tribológicos do tipo pino/placa, com vista a simular o deslizamento da corrediça na guia prismática. Primeiramente, analisou-se o comportamento tribológico do bronze de alumínio e do bronze de alumínio grafitado e posteriormente o ensaio com os outros materiais, para comparação. Os parâmetros de ensaio utilizados foram os seguintes: a velocidade de rotação situou-se entre 50-200 rpm, velocidade linear 0,055-0,220 m/s e carga normal aplicada 0,01-0,09 kN. Os materiais ensaiados apresentaram um comportamento catastrófico, com coeficientes de atrito muito superiores ao calculado para os bronzes de alumínio. No que respeita ao coeficiente de desgaste, verificou-se que o bronze de alumínio e a liga de zinco-alumínio apresentaram coeficientes de desgaste acima de 10-4 mm3N-1m-1. O bronze de alumínio grafitado apresentou um coeficiente de desgaste de ≈ 10-5 mm3N-1m-1, considerado moderado. O bronze de alumínio grafitado apresentou o melhor desempenho tribológico.

Slide plates are mold components that support mechanical and tribological interactions with steel components, called prismatic guides. The slides are components normally made in aluminum bronze or aluminum bronze with graphite. Due the good tribological compatibility between aluminum bronze and steel, their use is relevant in the mold industry. However, their cost is high and there is interest in search for alternative materials. In the actual work we tested: zinc-aluminum alloy, hard metal, grey cast iron, and high-strength brass, using always steel as counter - body. Pin / plate type tribological tests were performed, attempting to simulate the sliding of the material in a prismatic guide. First, the tribological behavior of aluminum bronze and aluminium bronze with graphite were evaluated, and results were assumed as standard in the comparison with alternative materials. Testing parameters used were as follows: rotation speed = 50-200 rpm, linear velocity = 0.055-0.220 ms-1, and normal load = 0.01-0.09 kN. All the alternative materials showed a catastrophic behavior, with friction coefficients much higher than calculated for the aluminum bronzes. As regards the wear coefficient, it was found that the aluminum bronze and zinc-aluminum alloy showed wear coefficients above 10-4 mm3N-1m-1. The aluminum bronze with graphite showed a wear coefficient of ≈ 10-5 mm3N-1m-1, which is considered moderate. The aluminium bronze with graphite showed the best tribological performance.