Sample records for sliding friction
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Revestimentos de diamante CVD em Si3N4: Atrito e desgaste no deslizamento de pares próprios sem lubrificação

Abreu, C.S.; Oliveira, F.J.; Belmonte, M.; Fernandes, A.J.S.; Silva, R.F.; Gomes, J.R.
2006-01-01

Resumo em português O diamante natural, dada a sua extrema dureza, apresenta elevada resistência ao desgaste. No entanto, além do seu elevado custo, caracteriza-se por uma forte anisotropia no comportamento tribológico. Estas limitações são ultrapassadas pela utilização de revestimentos de diamante obtidos por deposição química em fase vapor (CVD), que pela sua natureza policristalina combinada com a retenção das propriedades de excepção do diamante, proporcionam superfícies (mais) com elevado desempenho tribológico. Os revestimentos de diamante CVD podem ser depositados sobre substratos de natureza diversa. Porém, de modo a garantir elevados níveis de adesão, os cerâmicos à base de nitreto de silício (Si3N4) são substratos particularmente atractivos dado possuírem natureza carburígena e um coeficiente de expansão térmica próximo do do diamante. No presente trabalho foram produzidas por sinterização amostras densas de Si3N4, as quais foram posteriormente revestidas a diamante obtido por deposição química a partir da fase gasosa activada por plasma de micro-ondas (MPCVD). Os testes tribológicos foram realizados na configuração esfera-placa (BOF), na ausência de lubrificação e em atmosfera ambiente, envolvendo pares próprios de diamante CVD. A carga normal aplicada variou entre 10 N e 80 N, mantendo-se constante a frequência (1 Hz) de oscilação da placa. O comportamento tribológico foi caracterizado por valores do coeficiente de atrito em regime estacionário extremamente baixos (f ~ 0.03-0.04), acompanhados de taxas de desgaste denotando um regime de desgaste suave a muito suave (10-8 ≤ K ≤10-7 mm³N-1m-1). O principal mecanismo de desgaste consistiu na clivagem dos cristais de diamante paralelamente ao plano de deslizamento, resultando no polimento à escala fina das superfícies em interacção tribológica. Resumo em inglês Due to its extreme hardness natural diamond posses a high wear resistance. However, apart from the high cost, it is characterised by a strong anisotropy in terms of tribological behaviour. These limitations are overcome using diamond coatings produced by chemical vapour deposition (CVD) which due to their polycristalline nature, while retaining the extreme properties of natural diamond, make surfaces with high tribological performance. CVD diamond coatings can be deposite (mais) d on various types of substrates. However, in order to sustain high levels of adhesion, silicon nitride (Si3N4) based ceramics constitute a particularly attractive substrate material due to its carburizing nature and low thermal expansion coefficient mismatch with diamond. In the present work, dense Si3N4 samples were diamond coated using the microwave plasma activated chemical vapour deposition (MPCVD) technique. The tribological tests were performed using a ball-on-flat (BOF) configuration on self-mated diamond CVD pairs, without the presence of lubrication in ambient atmosphere. The applied normal varied in the range 10-80 N, while keeping the frequency (1 Hz) constant throughout the tests. The tribological behaviour was characterised by extremely low steady-state friction coefficient values (f ~ 0.03-0.04), accompanied by wear rates denoting a very mild to mild wear regime (10-8£ K £ 10-7 mm³N-1m-1). The main wear mechanism consisted on the truncating of diamond crystals parallel to the plane of sliding, resulting in a self-polishing of the interacting surfaces at the micro-scale level.

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Estudo da influência das características do contra-corpo na taxa de desgaste do polioximetileno em ensaio pino-contra-disco

Silva, Carlos H.; Giraldo, Diego H.; Souza, Roberto .M.; Sinatora, Amilton
2006-01-01

Resumo em português O presente trabalho tem como objectivo estudar o efeito do acabamento superficial e do tipo de contra-corpo na taxa de desgaste do polioximetileno copolímero (POM), resultante do contacto deslizante contra corpos rígidos. Para tanto, foram realizados ensaios de desgaste em um tribômetro do tipo pino-contra-disco, com pinos de material polimérico e discos confeccionados em alumina (Al2O3) e em aço inoxidável duplex (austenítico-ferrítico). Nos ensaios de desgaste, (mais) utilizou-se 3 valores de carga, 3 velocidades de deslizamento e 2 níveis de acabamento superficial do contra-corpo. Para cada condição de ensaio, foram realizados 3 experimentos. Durante os ensaios, foram monitoradas a temperatura próxima à interface de contacto dos materiais, a força de atrito e a altura do pino. A variação da altura do pino, medida com um sensor linear de posição (LVDT) foi utilizada para a determinação da taxa de desgaste do polímero. A distância percorrida pelos pinos sobre o disco foi de 3.500 metros. Os ensaios foram realizados em ambiente com humidade relativa controlada em 50 ± 5 %. Durante a realização dos ensaios tribológicos, o pino de POM, um termoplástico, esteve submetido a esforços cisalhantes e, principalmente, compressivos por períodos de 1 a 10 horas. No entanto, verificou-se que os esforços compressivos não foram suficientes para alterar a altura do pino por fluência. Os resultados de taxa de desgaste mostraram que a capacidade de dissipar o calor gerado durante o movimento relativo dos pares ensaiados é uma das características mais importantes do contra-corpo, ou seja, o desgaste do POM deslizando contra alumina foi, para os dois níveis de acabamento superficial, mais elevado que nos ensaios contra aço inoxidável. Resumo em inglês The aim of this work is to study the effect of the roughness and the type of counter-face in the wear rate of the polyoximethylene copolymer (POM), resultant of the sliding contact against rigid bodies. For this, was realized wear tests in a pin-on-disk tribometer, with polymeric pins and disks confectioned in alumina (Al2O3) and duplex stainless steel (austenitic-ferritic). In the wear tests, were used 3 values of applied load, 3 sliding velocities and 2 levels of surfac (mais) e finishing of the counter-face. For each test condition, 3 experiments were realized. During the tests, the temperature near to the contact of the materials, the friction force and the height of the pin had been monitored. The variation of the pin height, measured with a linear sensor of position (LVDT) was used for the determination of the wear rate of polymer. The tests had been carried through in environment with controlled relative humidity in 50 ± 5 % and the sliding distance were of 3.500 meters During the tribologic tests, the POM pin, a thermoplastic material, were submitted shears and, mainly, compressive efforts for periods of 1 at 10 hours. However, it was verified that the compressive efforts had not been enough to modify the height of the pin for fluency. The results of wear rate had shown that the capacity to dissipate the heat generated during the tests is one of the characteristics most important of the counter-face, or either, the wear of the POM sliding against alumina was, for the two levels of roughness, more raised than in the tests against stainless steel.

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Efeito da temperatura de revenido no comportamento tribológico do aço din 100Cr6

Miranda, J. C.; Ramalho, A.; Cavadas, Sérgio
2006-01-01

Resumo em português O aço de baixa liga DIN 100Cr6 é bastante utilizado em componentes mecânicos altamente solicitados, sendo os corpos rolantes e os anéis dos rolamentos a sua aplicação mais conhecida. Este aço é habitualmente utilizado no estado temperado e revenido para a máxima dureza, e com baixas temperaturas de revenido podem obter-se durezas superiores a 7,5 GPa. Contudo, em algumas das aplicações deste aço a temperatura pode ser já significativa, sem que todavia se just (mais) ifique ainda a utilização de aços para alta temperatura. Nestes casos o tratamento térmico tem que ser reajustado, em particular a temperatura de revenido. Como a temperatura de revenido produz uma variação significativa da dureza e da tenacidade, a resistência ao desgaste será certamente afectada. O objectivo do presente trabalho foi estudar a influência da variação da microestrutura do aço DIN 100Cr6 no atrito e no desgaste. A variação da microestrutura foi produzida por variação do tratamento térmico, mais especificamente da temperatura de revenido. Para o efeito os cilindros rotativos foram tratados utilizando diferentes temperaturas de revenido entre 200ºC e 500ºC. Para avaliar a variação produzida na resistência ao desgaste foram utilizadas duas técnicas: ensaios de atrito e desgaste com contacto de cilindros cruzados em escorregamento unidireccional e ensaios de micro-abrasão por esfera. Os resultados obtidos são amplamente discutidos tendo em conta os mecanismos de desgaste observados e as variações de dureza e de microestrutura resultantes dos tratamentos térmicos. Um outro objectivo do presente estudo foi verificar a aptidão de novos parâmetros energéticos para quantificar a resistência ao desgaste. Os resultados do presente estudo são perfeitos para a concretização deste objectivo porquanto utilizando a mesma composição química e com variações sucessivas da microestrutura é possível variar significativamente o comportamento tribológico. Os resultados dos testes de deslizamento são pois comparados considerando quer a abordagem clássica de Archard quer a utilização de novos parâmetros baseados na relação entre a energia dissipada por atrito e o volume de desgaste. Resumo em inglês The steel DIN 100Cr6 is often used in highly stressed mechanical components. It is mostly used on rolling bodies and bearings rings. This steel is usually used in tempered state and it is tempered to the maximum hardness. With low temperatures of tempering we can obtain a hardness higher than 7,5GPa. However, in some utilisations of this steel, the temperature can already be significant, without being yet necessary to use special steels for high temperatures. In these cas (mais) es, the heat treatment has to be readjusted, in particular the tempering temperature. As the tempering temperature produces a significant variation of the hardness and tenacity, the wear resistance will certainly be affected. The main purpose of this work is to study the influence of the microstructure variation on the friction and wear of the steel DIN 100Cr6. The microstructure variation was produced by variation of the heat treatment, more specifically of the tempering temperature. To obtain this, the rotative specimens were treated using different tempering temperatures between 200ºC and 500ºC. To evaluate de variation produced on the wear resistance, we have used two techniques: friction and wear tests with crossed cylinder contact in unidirectional sliding and tests of micro-abrasion by sphere. The results obtained are widely discussed, having into account the wear mechanisms observed and the hardness and microstructure variations resultant from the heat treatments. One other aim of the present study was to verify the new energetic parameters aptitude to quantify the wear resistance. The results of this study are perfect to the concretisation of this aim, because, using the same chemical composition and with successive variations of the microstructure, it is possible to change significantly the tribological behaviour. The results of the tests of sliding are compared considering both the classical Archard approach, and the use of new parameters based on the relation between the dissipated energy by friction and the wear volume.

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Avaliação do atrito produzido por braquetes cerâmicos e de aço inoxidável, quando combinados com fios de aço inoxidável/ Evaluation of friction produced by ceramic and stainless steel brackets, combined with stainless steel wires

Bággio, Paulo Eduardo; Telles, Carlos de Souza; Domiciano, João Baptista
2007-02-01

Resumo em português OBJETIVO: no presente trabalho, comparou-se o atrito produzido por braquetes cerâmicos policristalinos e de aço inoxidável, quando combinados com fios de aço inoxidável, durante a execução de mecânica de deslize. METODOLOGIA: com essa finalidade desenvolveram-se um simulador e metodologia apropriados. RESULTADOS E CONCLUSÕES: os coeficientes de atrito verificados na combinação braquete cerâmico/fio de aço inoxidável foram superiores aos da combinação braqu (mais) ete de aço inoxidável/fio de aço inoxidável. Assim sendo, a execução de mecânica de deslize é facilitada quando são utilizados braquetes de aço inoxidável com fios de aço inoxidável. Resumo em inglês AIM: to compare the friction produced by ceramic and stainless steel brackets, when combinated with stainless steel wire, during the execution of sliding mechanics. METHODS: a simulator and and appropriate methodology were developed. RESULTS AND CONCLUSIONS: the combination of ceramic bracket with stainless steel wire produced more friction than the stainless steel bracket combinated to stainless steel wire. In conclusion, the execution of sliding mechanics is facilitated when used stainless steel bracket combinated with stainless steel wire.

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Avaliação do atrito em braquetes autoligáveis submetidos à mecânica de deslizamento: um estudo in vitro/ Evaluation of friction in self-ligating brackets subjected to sliding mechanics: an in vitro study

Pacheco, Mariana Ribeiro; Oliveira, Dauro Douglas; Smith Neto, Perrin; Jansen, Wellington Correa
2011-02-01

Resumo em português INTRODUÇÃO: o atrito gerado na interface braquete/fio durante a mecânica de deslizamento pode reduzir a eficiência da movimentação ortodôntica. O método de ligação do fio ao braquete exerce importante papel na determinação desse atrito. MÉTODOS: o presente estudo comparou a força de atrito gerada por quatro tipos de braquetes autoligáveis (Time®; Damon 2®; In-Ovation R® e Smart Clip®) com um grupo de braquetes ortodônticos convencionais (Dynalock®) as (mais) sociados a ligaduras elásticas tradicionais (Dispens-A-Stix®), que serviu como grupo controle. A força de atrito estático foi mensurada através da máquina universal de ensaios EMIC® DL 500 com dois fios de aço inoxidável com secção transversal 0,018" e 0,017" x 0,025". RESULTADOS: a análise de variância ANOVA e o teste de Tukey mostraram baixos níveis de atrito nos quatro braquetes autoligáveis associados ao fio 0,018" (P Resumo em inglês INTRODUCTION: Friction generated at the bracket/archwire interface during sliding mechanics can reduce the efficiency of orthodontic movement. The ligation method employed to tie the archwire to the bracket plays an important role in determining this friction. METHODS: This study compared the frictional force generated by four different types of self-ligating brackets (Time™, Damon 2™, In-Ovation R™ and Smart Clip™) with a group of conventional orthodontic brackets (D (mais) ynalock™) that require the use of traditional elastomeric ligatures (ExDispens-A-Stix™), which served as the control group. Static friction force was measured using an EMIC DL™ 500 universal testing machine using stainless steel round 0.018-in and rectangular 0.017x0.025-in archwires. RESULTS: ANOVA and Tukey's test showed low levels of friction in the four self-ligating brackets in tests with the 0.018-in wire (P

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