Resistência ao desgaste e baixo atrito não são os mesmos requisitos
A resistência à abrasão descreve a capacidade de um material de resistir ao desgaste da superfície, arranhões, deformação ou outros danos durante o contato repetido; o baixo atrito descreve a resistência gerada quando uma superfície começa ou continua a se mover em relação a outra. Os dois estão relacionados, mas não podem ser considerados substituíveis um pelo outro.
Materiais de baixo atrito podem reduzir a força operacional, mas não necessariamente proporcionam maior vida útil sob altas cargas. Por outro lado, materiais altamente resistentes ao desgaste podem reter suas dimensões após ciclos repetidos, mas geram mais atrito, ruído ou calor do que a aplicação permite.
Essa distinção é importante na seleção real de componentes. A bucha pode exigir vida longa e as menores alterações dimensionais possíveis; o controle deslizante pode prestar mais atenção ao início suave e à redução do rastreamento; a engrenagem pode exigir formato de dente estável, ruído aceitável e desgaste controlado dos dois lados; as peças móveis da válvula podem exigir que elas ainda funcionem conforme esperado após ficarem inativas por um longo período.
- As peças POM moldadas por injeção se desgastam muito rapidamente?
- As peças do acoplamento estão danificadas?
- A resistência ao movimento é muito grande ou instável?
- O mecanismo produz ruído, vibração ou rastejamento?
- A lubrificação externa não está disponível ou é indesejável?
- As alterações dimensionais afetam o posicionamento ou a vedação?
Concentre-se no controle do desgaste da superfície, arranhões e alterações dimensionais decorrentes de contato repetido.
Concentre-se na redução da força operacional, melhorando o movimento suave e reduzindo o risco de rastejamento ou ruído.
Revise simultaneamente carga, velocidade e padrão de movimento
As cargas devem ser revisadas a partir da superfície de contato, não apenas do total força exercida sobre o componente. Mesmo que a carga total pareça moderada, pequenas áreas de contacto podem produzir tensões locais elevadas; contatos de borda, excentricidades, geometrias afiadas e montagem irregular podem aumentar ainda mais as tensões locais.
A velocidade também afeta o desgaste e o atrito. O movimento lento pode produzir rastejamento ou maior resistência à partida, enquanto o movimento mais rápido pode produzir calor de fricção. A influência da velocidade depende também da carga, do plano duplo, do estado de lubrificação e da duração do movimento.
Rotação contínua, oscilações repetidas, deslizamento de curso curto e ação ocasional não criam as mesmas condições de desgaste. Rolos que funcionam continuamente e componentes de válvula que se movem repentinamente após permanecerem parados por um longo período podem exigir diferentes orientações de material.
Para condições de desgaste exigentes, o Taiyi POM EDM-111 pode ser avaliado como uma direção de alta resistência ao desgaste. POM EMS162, baseado em enchimento de MoS2 na direção altamente resistente ao desgaste, também pode ser incluído na comparação se seu sistema de aditivos for adequado para as condições de contato. POM ENM1040 oferece outra opção na direção de aditivos especiais resistentes ao desgaste.
Material duplo e estado da superfície alterarão o resultado
As peças POM não se desgastam de forma independente e seu desempenho é significativamente afetado pelos materiais e pelas condições da superfície das peças de contato. Aço, alumínio, latão, metais revestidos, borracha, POM, PA e outros plásticos de engenharia podem produzir diferentes resultados de atrito e desgaste.
A condição da superfície é igualmente importante. Superfícies metálicas ásperas podem remover polímeros como abrasivos; superfícies duplas danificadas, corroídas, mal processadas ou contaminadas podem causar desgaste rápido, mesmo com um POM modificado adequado.
O impacto potencial de enchimentos rígidos ou fibras de reforço nas peças duplas também deve ser revisto. O POM reforçado pode melhorar a rigidez e o controle dimensional, mas também pode aumentar o desgaste na superfície de apoio mais macia.
Quando as aplicações exigem reforço e lubrificação, o POM EGH20-TF pode ser avaliado como uma direção composta de PTFE e fibra de vidro. As orientações do POM preenchido com fibra de aramida ou pó de aramida também podem ser avaliadas se for necessário desgaste específico, suporte mecânico ou equilíbrio de contato.
Selecione a direção do PTFE, MoS2, óleo de silicone ou outros aditivos resistentes ao desgaste
Diferentes aditivos lubrificantes e resistentes ao desgaste afetam o POM através de diferentes mecanismos. A seleção deve ser baseada no sistema operacional real e não podem ser consideradas formas equivalentes de obter autolubrificação.
O POM preenchido com PTFE é frequentemente considerado quando são necessários menor atrito, melhor deslizamento ou forças operacionais reduzidas. Taiyi POM EPTL402 representa a direção de enchimento de PTFE; POM EGH20-TF combina PTFE com fibra de vidro e pode ser incluído na avaliação quando a aplicação requer lubrificação e rigidez adicional.
Com POM preenchido com MoS2, representado por POM EMS162, pode ser usado para peneiramento primário sob condições de alto desgaste adequadas para seu sistema de lubrificação sólida. POM ESO102 é uma direção de alta lubrificação modificada com óleo de silicone que pode ser avaliada quando movimento suave, atrito e força operacional reduzidos ou sensação de corrida melhorada são importantes.
POM ENM1040 Usando uma orientação de aditivo especial resistente ao desgaste, POM O EDM-111 está posicionado em uma orientação altamente resistente ao desgaste. Essas opções podem ser comparadas quando os clientes exigem um equilíbrio de propriedades diferente dos sistemas convencionais de PTFE, MoS2 ou silicone modificado.
- Desgaste necessário vida útil
- Atrito estático e atrito dinâmico
- Resistência mecânica e rigidez
- Tolerância dimensional
- Material e dureza duplos
- Condições de fricção a seco ou de lubrificação
- Qualidade de ruído e movimento
- Requisitos de usinagem de superfície e secundária
- Estabilidade e conformabilidade da produção
Direção POM modificada combinada com revisão da aplicação
Avalie a lubrificação, o ruído e o rastreamento, respectivamente
Ao auditar a lubrificação, primeiro confirme se o componente está funcionando com fricção seca, usando graxa ou óleo, ou se está em contato ocasional com fluidos de processo. Materiais que apresentam bom desempenho em deslizamento a seco podem não ter necessariamente as mesmas vantagens em sistemas de lubrificação externa.
Quando a lubrificação externa não é possível, a orientação POM da lubrificação interna pode ser avaliada. Porém, “autolubrificante” não significa o desaparecimento do atrito e do desgaste. O sistema de contato ainda é afetado pela carga, velocidade, geometria, temperatura, materiais duais e condições da superfície.
O ruído não é controlado apenas pelo atrito. Ruído, rangido, vibração e vibração da engrenagem também são afetados pela precisão dimensional, rigidez, formato do dente, folga de montagem, condição da superfície, ressonância, lubrificação e flutuações de formação.
O engatinhar ocorre quando a força necessária para iniciar o movimento é significativamente diferente da força necessária para manter o movimento. Corrediças, guias, mecanismos de ajuste, controles de válvulas, sedes e peças de movimento lento requerem atenção especial.
O desgaste das peças do acoplamento pode ser mais importante que o desgaste do POM
A avaliação de material geralmente se concentra apenas na perda de peso ou alterações dimensionais das peças POM, o que pode levar a conclusões incompletas. Mesmo que uma peça POM pareça aceitável, as superfícies correspondentes ainda podem apresentar polimento, arranhões, perda de revestimento, abrasão ou danos dimensionais.
Isso é especialmente importante quando o POM entra em contato com metais macios, peças chapeadas, superfícies pintadas, vedações ou outro polímero moldado por injeção. Fibras de reforço e certos enchimentos funcionais podem alterar o mecanismo de desgaste do par de contactos.
Portanto, os materiais de fricção devem ser avaliados como parte de um sistema de superfície dupla. O teste examina o componente POM e a contraparte; alterações dimensionais, detritos de desgaste, danos à superfície, forças operacionais, aumento de temperatura, ruído e estabilidade da área de contato podem precisar ser revisados.
Para engrenagens e peças emparelhadas semelhantes, a combinação de materiais deve ser considerada como um todo. Não é necessariamente melhor usar o mesmo material em ambos os lados; diferentes durezas, estados de superfície, geometria ou sistemas de modificação podem formar um par de contato mais estável, mas a combinação final ainda precisa ser confirmada por meio de experimentos.
Por que os dados de desgaste e fricção em laboratório não são suficientes
Os dados de laboratório podem ser usados para comparações preliminares, mas os resultados tribológicos são altamente dependentes do método de teste. Um coeficiente de atrito ou taxa de desgaste medido sob um conjunto de condições pode não prever necessariamente o desempenho em outro sistema.
Se os métodos de teste, preparação da amostra, umidificação ou dualidade forem diferentes, os dados de ambos os fornecedores podem não ser diretamente comparáveis. O valor de atrito relatado é menor e não deve ser interpretado automaticamente como melhor desempenho da peça.
As peças moldadas por injeção também introduzem variáveis que não podem ser representadas por amostras de laboratório padrão, incluindo localização da porta, linhas de solda, encolhimento, orientação da fibra ou do enchimento, tensão residual, replicação de superfície, empenamento da peça e tolerâncias dimensionais.
Portanto, o teste de peças moldadas por injeção deve tentar reproduzir ao máximo a montagem real. Os testes devem utilizar materiais duais realistas, cargas e velocidades representativas, condições de lubrificação esperadas e um número significativo de ciclos operacionais.
- Teste a geometria da amostra
- Material e dureza duplos
- Rugosidade superficial
- Pressão de contato
- Velocidade de deslizamento
- Direção do movimento
- Duração do teste
- Temperatura e umidade
- Condições de fricção a seco ou de lubrificação
- Fase inicial de invasão
Quais informações precisam ser fornecidas antes de recomendar uma grau
As recomendações de grau não podem ser baseadas apenas em "requer POM resistente ao desgaste" ou "requer POM de baixo atrito". Informações mais completas sobre a aplicação ajudam a diferenciar entre EDM-111, EGH20-TF, EMS162, ENM1040, EPTL402, ESO102, orientação de preenchimento de aramida ou outras opções de materiais.
Use essas informações para determinar a direção do material e, em seguida, revise o TDS aplicável, as peças representativas de moldagem e teste em condições de trabalho reais ou quase reais.
- Nome da peça, desenhos, fotos e funções principais
- Material atual ou grau atual
- Modos de falha atuais ou problemas de desempenho
- Tipo de movimento: deslizamento, giro, balanço, rolamento ou ação intermitente
- Carga, pressão de contato, velocidade, distância de deslizamento e ciclo de trabalho
- Vida útil esperada ou número de ciclos
- Material duplo, dureza, revestimento e estado da superfície
- Operação de fricção a seco ou tipo de lubrificante
- Temperatura operacional e condições ambientais
- Requisitos de ruído, rastejamento ou força operacional
- TDS existentes, relatórios de teste, amostras de desgaste ou peças com falha