O tribômetro recíproco é um dispositivo comumente usado para simular desgaste em pequenos deslocamentos e em contato repetido entre materiais. Esses dispositivos podem ser usados para testar as propriedades de desgaste de materiais em movimentos reciprocos, especialmente o desgaste microdinâmico gerado na interface de contato. Os métodos de teste de desgaste geralmente incluem o monitoramento do atrito da amostra, o processo de desgaste e a avaliação da resistência ao desgaste do material com base nos resultados do teste. Abaixo estão os métodos comuns de teste de desgaste micro-móvel repetitivo.
1. Preparação do teste
Escolha de materiais de teste: o teste geralmente seleciona materiais de amostra padrão (como metal, cerâmica, plástico, etc.) e geralmente também requer uma combinação com materiais de controle (como bolas de aço ou blocos de borracha de dureza semelhante).
Tratamento de superfície: a superfície da amostra pode precisar de um tratamento final (por exemplo, polimento, descarte, etc.) para garantir que sua superfície seja lisa e livre de defeitos, evitando que afete os resultados do teste.
Instalação e acoplamento: Instale a amostra no banco de amostras da máquina de teste para garantir que ela entre em contato com o aparelho de atrito (geralmente uma bola de aço ou outro material de atrito padrão). Certifique-se de que a área de acoplamento não tenha impurezas e outros poluentes.
2. Configuração de parâmetros de teste
Defina os seguintes parâmetros comuns:
Carga: definir uma determinada carga através do dispositivo de carga para simular a pressão em condições reais de trabalho.
Amplitude e frequência da vibração: Defina a amplitude e a frequência do movimento de volta e volta da máquina de teste. Normalmente, a amplitude é pequena (geralmente entre 0,1 mm e 1 mm), enquanto a frequência é ajustada de acordo com as necessidades de diferentes materiais.
Temperatura: Alguns testes de desgaste também controlam a temperatura durante o teste, simulando as condições de trabalho em diferentes ambientes. A temperatura pode ser ajustada através de elementos de aquecimento.
Tempo do teste: Defina a duração do teste. A duração do tempo de teste afeta a medição do nível de desgaste e pode ser definida de acordo com as necessidades reais.
3. Passos de teste
Inicialização: antes do início do teste, verifique se as configurações do dispositivo estão corretas para garantir que a superfície de contato do lado de atrito não tenha defeitos óbvios.
Iniciar o teste: Inicie a máquina de teste para que a amostra comece a se mover de volta em volta sob as condições definidas. O contato entre a amostra e o lado de atrito produz atrito e desgaste. Durante o teste, o processo de desgaste pode ser monitorado medindo o fator de atrito.
Atrito e desgaste: durante o teste, o contato entre a amostra e o lado de atrito pode resultar em desgaste local, e a quantidade de desgaste pode ser monitorada pelos sensores da máquina de teste ou avaliada medindo regularmente as mudanças na qualidade da amostra.
4. Monitoramento de teste de desgaste
Medição do atrito: Monitore as mudanças no atrito em tempo real através de sensores para analisar o consumo de energia durante o atrito.
Medição do fator de atrito: geralmente, a mudança do fator de atrito ao longo do tempo é registrada para avaliar a natureza do desgaste. Por exemplo, o aumento do fator de atrito geralmente indica um aumento do desgaste.
Medição do desgaste: antes e depois do teste, o desgaste é calculado medindo a diferença de qualidade da amostra. Também é possível usar um microscópio elétrico ou um microscópio óptico para observar a superfície desgastada e analisar as características do desgaste.
Análise da superfície: Análise morfológica da superfície desgastada através de microscópio eletrônico de varredura (SEM) ou microscópio de força atômica (AFM) para observar a morfologia da superfície, fenômenos de danos como rachaduras, descascamento e corrosão.
Após o fim do teste
Limpeza e inspeção: após o teste, é necessário limpar a amostra e a superfície secundária de atrito para remover os desgastes e evitar interferências com os experimentos posteriores.
Análise dos resultados: de acordo com os dados registrados durante o processo de teste, analise o fator de atrito, a quantidade de desgaste e outros parâmetros para avaliar as propriedades de desgaste de diferentes materiais. Métodos de análise comuns incluem:
Relação entre o desgaste e o fator de atrito.
Tipo de desgaste (por exemplo, desgaste de adesão, desgaste de grãos, desgaste de fadiga, etc.).
Avaliação da resistência ao desgaste dos materiais.
Análise do mecanismo de desgaste
Desgaste de adesão: Quando a superfície da amostra se adesiona e separa da superfície de atrito, isso pode causar buracos ou pequenas rachaduras na superfície, o que acelera o desgaste.
Desgaste de grânulos de desgaste: durante o desgaste, a superfície pode produzir partículas finas que cortam e apagam na interface de atrito, levando à deslização gradual da superfície.
Desgaste por fadiga: se a superfície do lado de atrito produzir uma concentração de tensão durante um movimento de volta e volta prolongado, pode levar a microrachaduras na superfície do material, resultando em desgaste ou fadiga.
7. Aplicações comuns
Otimização de materiais: o estudo das propriedades de diferentes materiais sob atrito micromóvel repetido através de testes de desgaste móvel recorrente pode ajudar a otimizar a seleção de materiais e melhorar a resistência ao desgaste.
Estudo de tratamento de superfície: pode ser usado para avaliar o efeito de diferentes métodos de tratamento de superfície (como endurecimento, revestimento, etc.).
Subprojeto de atrito: em engenharia mecânica, automóvel, aeroespacial e outras áreas, usado para otimizar o projeto de subprojeto de atrito e prolongar a vida útil do equipamento.
8. Avaliação dos resultados
Determine o tipo e grau de desgaste do material com base na quantidade de desgaste, no fator de atrito e na análise da superfície e avalie sua resistência ao desgaste em condições específicas de trabalho.
Avaliar as vantagens ou desvantagens de novos materiais ou métodos de tratamento em comparação com materiais padrão.
Resumo
As máquinas de teste de desgaste micro-dinâmico recorrentes ajudam a estudar e avaliar a resistência ao desgaste dos materiais ao simular o desgaste sob pequenos deslocamentos e contatos repetidos. O controle dos parâmetros do teste (como carga, frequência, temperatura, etc.) e o monitoramento em tempo real do atrito e desgaste durante o processo de teste permitem obter dados abrangentes sobre o desgaste que fornecem uma base para a seleção de materiais e a otimização do projeto.