Análise Superficial de Corpos de Prova de testes tribológicos para avaliação de óleos vegetais em testes de Pino sobre Disco e Reicher Test.

Análise Superficial de Corpos de Prova de testes tribológicos para avaliação de óleos vegetais em testes de Pino sobre Disco e Reicher Test.

Roberto Furtado Leite

Faculdade Anhanguera de Jacareí (Campus II) Avenida Santa Cruz dos Lázaros, 466 Jardim Paulistano, Jacareí-S.P.

Bolsista PIBIC-CNPq

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Jefferson de Oliveira Gomes

Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA. Praça Marechal Eduardo Gomes, 50. Vila das Acácias, São José dos Campos – S.P.

Professor Adjunto I e Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq – Nível II

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Resumo. Para diminuir o atrito no processo de usinagem, utilizam-se produtos oleosos com funções lubrificantes e refrigerantes. O atrito pode gerar alta temperatura, danificar a ferramenta, causar má qualidade superficial e dimensional de peças usinadas. Óleos vegetais têm sido avaliados e empregados por questões ambientais. Testes tribológicos são utilizados para avaliar o comportamento lubrificante. O intuito deste trabalho é analisar o potencial lubrificante de óleos de origem vegetais comparando com alguns óleos comerciais. Utilizaram-se equipamentos tribológicos de bancada Reichert Test (RT) e PsD para analisar o potencial lubrificante dos óleos em diferentes materiais, como: Ferro Fundido; liga de alumínio; e Aço 1020. Nos ensaios de PsD notou-se que os óleos vegetais têm um coeficiente de atrito médio menor do que os óleos comerciais. Nos ensaios de RT de aço 1020, o a área média desgastada é menor do que em alumínio e ferro fundido, à excepção dos óleos para MQL no qual o desgaste foi maior no Aço 1020. Conclui-se que óleos vegetais apresentaram grande potencial de lubrificação para aplicações em que o atrito não seja desejado.

Palavras chave: tribologia, óleos vegetais, lubrificação, atrito, vibração.

1. Introdução

Para dar forma, dimensões e geometria desejada a um material, é realizado um processo de fabricação denominado usinagem, que faz a remoção de material através do uso de uma ferramenta cortante. Durante o processo de usinagem, a ferramenta de corte entra em contato com o bloco de material bruto a ser trabalhado. O bloco, blank em inglês, pode ser constituído de diversos materiais, como metais e suas ligas (Machado et al, 2009).

A temperatura tende a aumentar na região de contato da ferramenta com o material a ser usinado, gerando um atrito que pode ocasionar o comprometimento em vários itens como: vida útil da ferramenta de corte, interferência na tolerância geométrica ou causar danos ao acabamento superficial nas peças usinadas (Machado et al, 2009). Fluidos de corte são utilizados no processo de usinagem de alguns materiais com a intenção de minorar a influência do atrito entre os corpos (Dandolini, 2001). Tais fluidos de corte têm capacidades de refrigerar e lubrificar a região de contato e todo o sistema. Assim como, proteger contra a corrosão, projetando favorecer as características da peça usinada e amplificar a vida da ferramenta de corte (Dias, 2000; Junior, 2013).

A forma como os óleos são utilizados pode variar, podendo ser a base mineral (petróleo) e integral de base vegetal e animal, ou em aspecto de emulsão com água, óleos e aditivos químicos. O fluído de corte pode ou não conter aditivos químicos, que podem aprimorar o desempenho (Dias, 2000; Muniz, 2008). Óleos de origem vegetal têm várias características vantajosas como menor toxidade, maior biodegradabilidade e ser um recurso renovável e causar menos danos ao meio ambiente. Tais características determinaram o desenvolvimento de fluidos de corte de base vegetal nos últimos anos, melhorando alguns segmentos econômicos e até instigar o cultivo familiar (Cardoso,2012; Fogo, 2008).

Os óleos de origem vegetal escolhidos para analisar o atrito foram: Moringa, Babaçu, Oiticica, Tungue, Amendoim e Pinhão Manso. Os óleos vegetais de Amendoim e Pinhão Manso, já foram tema de pesquisas desenvolvidas no Instituto Tecnológico de Aeronáutica- ITA (Cardoso,2012; Gonçalves, 2013; Rodrigues, 2013). Além dos óleos vegetais, foram utilizados dois óleos comerciais utilizados em usinagem, o MQL Quimatic e o MQL Iorgalube. Na Figura 1 pode-se encontrar uma breve descrição dos óleos vegetais, e na Tabela 1, uma descrição dos óleos comerciais. Para qualificar o potencial de lubrificação dos óleos utilizados, foram realizados testes tribológicos, ensaios de atrito em escala de bancada que visam consumir menor quantidade de amostras de óleos (Pereira, 2015). Entre os materiais escolhidos foram:

 Ferro fundido Vermicular - utilizado com muita frequência na indústria automobilística para a fabricação de alguns itens como blocos de motor; (Junior e Guesser, 2011)

 Aço 1020 - Com um percentual médio de 0,20% de carbono em sua composição, comumente utilizado para fabricação de componentes mecânicos, como virabrequim, anéis de engrenagens, entre outros (Açosporte, 2016);

 Alumínio - fazendo uso da liga 7050-T7451, utilizado comumente na manufatura de peças aeronáuticas devido a resistência a corrosão e alto nível de resistência a tração. (Braga, 2011; Ribeiro e Cunha, 2007).

Figura 1. Descrição das bases de origem vegetal utilizado no estudo (Adaptado de: Dandilini, 2001; Dias, 2000; Fogo, 2008).

Tabela 1 - Propriedades após o processamento (Adaptado de: Barbosa et al, 2015)

ÓLEOS COMERCIAIS

Óleo MQL Quimatic MQL Iorgalube

Uso comum Uso atual em processos variados de usinagem com Mínima quantidade de Lubrificante (MQL), como por exemplo, torneamento, fresamento, furação , entre outros. Uso atual em processos

variados de usinagem com Mínima quantidade de Lubrificante (MQL), como por exemplo, torneamento, fresamento, furação , entre outros

Características Fluido integral sintético a base de água, indicado para corte de todos os metais através da técnica MQL Óleo vegetal para usinagem em geral

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1.1. Objetivo

Este projeto tem como objetivo estudar a performance de lubrificação