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  POR QUE UTILIZAR COMPOSTOS TERMOPLÁSTICOS LUBRIFICADOS INTERNAMENTE?  

A substituição de metais por plásticos na fabricação de peças submetidas ao desgaste por atrito apresenta as seguintes vantagens:

• Redução de peso
• Amortecimento de choques e vibrações
• Menor consumo de energia para a movimentação
• Resistência à abrasão
• Redução de ruído
• Liberdade na concepção e no projeto das peças
• Redução do custo de fabricação pelo aumento de produtividade obtido com o processo de moldagem

Por outro lado, algumas desvantagens e limitações também podem ser apontadas, em alguns casos:
• Menor resistência mecânica e térmica
• Menor dureza superficial

Para tirar proveito das vantagens enumeradas e, ao mesmo tempo, neutralizar as desvantagens e limitações do plástico, a PEPASA formula compostos, incorporando aditivos lubrificantes, reforços ou cargas diversas, assegurando excelente balanço de propriedades.

Sensíveis incrementos da resistência ao desgaste e ao atrito são obtidos com a utilização de PTFE, Silicone, Bissulfeto de Molibdênio e Grafite.

As propriedades mecânicas e térmicas são aumentadas com o emprego de reforços como a fibra de vidro e de carbono.
Outras cargas e aditivos permitem a obtenção de compostos com propriedades ajustadas às condições de trabalho das peças móveis projetadas.

  COMO AVALIAR O DESGASTE E PEÇAS MÓVEIS EM PLÁSTICOS  

Para determinar o desgaste e o atrito que ocorrem em superfícies móveis em contato, são utilizados aparelhos onde anéis do material a ser testado são colocados em contato com anéis de aço com 12 a 16 micro-polegadas de acabamento e dureza Rockwell "C" entre 18 e 22, submetidos a uma carga (F), girando a uma Velocidade (V).

0 anel de plástico possui um ressalto e a duração do teste varia em função do tempo (T) necessário para assegurar contato integral de 360 graus entre o anel metálico e a superfície do plástico a ser testado.

A velocidade (V) e a carga (F) utilizadas são registradas. A perda de peso resultante do desgaste sofrido é determinada em balança analítica onde são pesados os anéis de plástico antes e depois de submetidos ao desgaste. 0 volume desgastado (D) é calculado, em cm³, como segue:

D =  Perda de Peso (em gramas)  (1)
       Densidade (em gramas/cm3)

Este volume é proporcional a carga (Força F) qual atua sobre a superfície multiplicada pelo espaço percorrido (E):
D= F E (2)

Como o especo (E) é igual a Velocidade (V) multiplicada pelo tempo (T), tem-se:
D=FVT(3)

0 desgaste (D) é medido e calculado conforme a equação (1). A Força (F), a Velocidade (V) e o Tempo (T) são igualmente conhecidos durante a realização dos testes.

Para que a equação (3) se transforme em uma igualdade, torna-se necessária a introdução de um fator de.proporcionalidade "K", obtendo-se:
D = KFVT(4)

0 fator K de proporcionalidade é um fator de desgaste qual varia com a natureza dos materiais plásticos e qual pode ser calculado pela fórmula seguinte, obtida a partir da equação (4):
K=   D
       FVT

Onde:
D = Volume de desgaste (em cm³)
F = Força aplicada (em kgf)
V =
D = Velocidade (em cm/min) T = Tempo (em horas)

  O FATOR DE DESGASTE DEPENDE DE DIVERSAS VARIÁVEIS:  

• A natureza do material plástico
• Acabamento superficial da peça e sua dureza
• O projeto
• Fatores ambientais, como a temperatura, entre outros

Erros podem ser cometidos se as formulas forem empregadas sem levar em conta todos os fatores envolvidos. Mas a utilização do Fator "K", como elemento de comparação entre materiais nas mesmas condições operacionais, auxilia bastante e de forma confiável no processo de seleção.

  INFORMAÇÃO SOBRE O USO DE REFORÇOS EM PEÇAS MÓVEIS DE PLÁSTICO  

Fibra de Vidro

  Vantagens

Aumento de:
• Condutividade térmica
• Temperatura de deflexão
• Resistência ao Desgaste
• Resistência a fadiga e a fluência ("creep")
• Propriedades Mecânicas

  Desvantagens

Aumento de:
• Desgaste da superfície sobre a qual a peça móvel se desloca
• Coeficiente de atrito

Fibra de Carbono

  Vantagens

Aumenta substancialmente:
• Propriedade Mecânicas
• Resistência ao desgaste
• Resistência à fadiga e à fluência ('creep')
• Rigidez
• Condutividade Térmica

Reduz:
• Coeficiente de atrito
• Desgaste da superfície de apoio e de deslizamento da peça móvel
• Resistividade elétrica (volumétrica e superficial), facilitando a dissipação de cargas estáticas geradas por atrito

  Desvantagens

• Preço elevado em comparação com o da fibra de vidro
• Cor obrigatoriamente preta do material

  INFORMAÇÕES SOBRE A AÇÃO DOS ADITIVOS LUBRIFICANTES  

PTFE

  Vantagens

Sensível aumento da resistência ao desgaste e ao atrito.
Formação de um filme de alta lubricidade sobre a superfície de contato e apoio.

  Desvantagens

Redução de algumas propriedades mecânicas.
Eficiência reduzida como lubrificante na fase de partida e em condições de alta velocidade.

Silicone

  Vantagens

Compatibilidade limitada com grande número de resinas com as quais forma ligas parciais, ao mesmo tempo em que migra para a superfície.
Migração para superfície do composto, assegurando a formação continua de um filme de alta lubricidade o Confere excepcional resistência ao desgaste sob condições de partida e alta velocidade. (onde o PTFE não é tão eficiente quanto seria desejável)

  Desvantagens

Eliminação por migração, em intervalos de tempo não muito prolongados, em caso de dosagem incorreta.

PFTE / Silicone

  Vantagens

As do PTFE associadas com as do silicone dá lugar a materiais com excepcionais propriedades de resistência abrasão e baixos coeficientes de atrito, aumentando a eficiência em condições de partida e de alta velocidade

Bissulfeto de Molibdênio

  Vantagens

Redução do desgaste superficial        
Redução dos coeficientes de atrito     
Nucleação de resinas poliamídicas, alterando a configuração molecular gerando cristalinidade muito fina e regular.
Alta cristalinidade na superfície das peças em Nylon, mesmo quando injetadas em moldes frios, garantindo a formação de uma camada externa altamente resistente a abrasão

  Desvantagens

Cor escura (cinza chumbo)
Eficiência moderada em materiais cristalinos ou semi-cristalinos, com exceção do Nylon, no qual introduz melhoras substanciais.
Eficiência praticamente nula em materiais amorfos .

Grafite

  Vantagens

Redução do desgaste superficial        
Redução dos coeficientes de atrito
Excelente performance na lubrificação de resinas amorfas que operam submersas em água.
Quando com cargas minerais em polímeros amorfos, aumenta a precisão dimensional e a resistência ao desgaste, especialmente em meios aquosos

  Desvantagens

Cor (cinza escuro)
Pode afetar propriedades mecânicas se inadequadamente selecionado ou dosado.

  VARIAÇÕES OPERACIONAIS EM FUNÇÃO DA SUPERFÍCIE DE CONTATO  

Plástico x Metal

Se a peça em plástico lubrificado se desloca sobre uma superfície metálica, o fator de desgaste variará de acordo com a natureza, a dureza e o acabamento superficial do metal.

Quanto maior a dureza do metal, menor o fator de desgaste.

Por outro lado, a rugosidade superficial do metal afeta sensivelmente o desgaste de peças plásticas lubrificadas com PTFE.

Uma rugosidade excessiva desgasta o plástico muito rapidamente, impedindo a formação do indispensável filme lubrificante superficial. Por outro lado, com a ausência de rugosidade (peça excessivamente lisa), não há o desgaste inicial que também é necessário para causar o afloramento do PTFE e a formação do filme lubrificante.

A rugosidade ideal se situa entre 12 e 18 RMS (micro polegadas), podendo ficar ligeiramente abaixo ou acima desses limites.

Plástico x Plásticos

Quando um plástico não lubrificado se movimenta em contato com o mesmo tipo de plástico, há um grande acréscimo do fator de desgaste. Somente em condições de baixas velocidades e pressões é aceitável o uso de resinas idênticas na moldagem de peças móveis em contato.

O fator de desgaste do Nylon x Nylon ou do Acetal x Acetal é, por exemplo, muito superior ao do Nylon x Acetal. A adição de reforços e lubrificantes permite o uso de resinas similares na moldagem de partes móveis em contato entre si.

     
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