Efeito da texturização superficial na formação de tribofilmes de dialquilditiofosfato de zinco (ZDDP) no sistema pistão-cilindro
Autor: Leonardo Conde Dias (Currículo Lattes)
Resumo
A texturização superficial é uma oportunidade tecnológica para melhorar o desempenho tribológico de muitos componentes mecânicos como engrenagens, mecanismos came-seguidor, conjunto pistão-cilindro, elementos rolantes (rolamentos) e muitos outros. Apesar da texturização superficial aumentar a rugosidade efetiva das superfícies, por outro lado tem-se que esta característica específica pode induzir a pressões de contato mais elevadas na região de contato. Consequentemente, isso pode ser benéfico se este aumento de pressões na região de contato for usado para induzir mais facilmente a formação de tribofilmes de ZDDP em contato tribológicos. Neste trabalho, os autores investigaram o efeito sinérgico entre texturização superficial via Texturização Eletroquímica sem Mascaramento (MECT) e lubrificante contendo aditivo ZDDP. As texturas superficiais foram compostas por um conjunto de bolsos anelares fabricados em uma camisa de cilindro de ferro fundido cinzento. As superfícies texturizadas foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva de raios-X (EDS). Os resultados indicaram que a texturização das superfícies via MECT altera a composição química das superfícies, induzida pela dissolução preferencial da matriz ferrítica, consequentemente, expondo os veios de grafita livre no ferro fundido cinzento. O desempenho tribológico foi avaliado por um tribômetro do tipo anel sobre camisa em deslizamento alternado. Os testes foram realizados em um óleo base livre de aditivos (PAO 4 cSt) e um óleo comercial convencional contendo aditivo ZDDP (SAE 30) para um regime de lubrificação limite. Após os testes tribológicos as superfícies foram avaliadas por interferometria de luz branca (IDLB) e por MEV/EDS. Embora as superfícies texturizadas mostrem um comportamento mais severo no contato que induz a pressões de contato mais elevadas no contato do que para as superfícies convencionais de um cilindro automotivo (superfície brunida), esta característica induziu a uma maior formação dos tribofilmes de ZDDP em superfícies texturizadas do que para as superfícies brunidas. As análises de EDS associadas às imagens de MEV mostraram grandes concentrações de tribofilme de ZDDP (zonas escuras) sobre as superfícies texturizadas. Além disso, observou-se que o tribofilme de ZDDP formado sobre as superfícies texturizadas foram consideravelmente mais rugosos, sugerindo uma capacidade superior na formação de tribofilmes. Superfícies convencionais de cilindros automotivos (brunidas) também demonstraram capacidade em formar tribofilmes de ZDDP, mas estes foram mais sutis, com zonas escuras menos evidentes, com filmes mais esparsos e com filmes aparentes menos rugosos. Além disso, as superfícies texturizadas demonstraram variação negativa do parâmetro Spk indicando que após os ensaios de desgaste os picos estavam mais altos, sugerindo a formação de um tribofilme de ZDDP com picos bastante elevados. Enquanto que as superfícies convencionais brunidas mostraram uma variação praticamente negligenciável do mesmo parâmetro. Este aspecto, demonstra mais uma vez o desempenho superior das superfícies texturizadas em desenvolver tribofilmes de ZDDP. Por outro lado, o atrito das superfícies texturizadas foi superior ao das superfícies brunidas durante os ensaios tribológicos.