Estudo da transição do regime de desgaste de materiais de fricção aplicados a freios automotivos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Barros, Liu Yesukai de
• Orientador(a): Ferreira, Ney Francisco
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Resistência ao desgaste; Fricção; Freios
• Palavras-chave em Inglês: Wear regime; Automotive brake friction materials; Tribofilm
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/250612

A transição entre regimes de desgaste (moderado para severo, ou vice-versa) é um fenômeno tribológico observado em diversos materiais. Na literatura, encontram-se trabalhos relatando este fenômeno no contato entre metais, bem como em polímeros. Entretanto, poucos autores abordam esta transição em materiais de fricção empregados em freios automotivos. Para este tipo de material pode-se esperar que uma condição de desgaste severo leve a uma redução significativa da sua vida útil. Esta tese visa avaliar os efeitos de condições operacionais de frenagem (pressão de contato e velocidade de deslizamento) na transição do regime de desgaste em materiais de fricção utilizados em freios automotivos. Diversos experimentos foram realizados no tribômetro do LATRIB (Laboratório de Tribologia da UFRGS), onde atritou-se pastilhas de freio contra discos de ferro fundido cinzento. Uma nova técnica para o monitoramento do filme tribológico depositado sobre o disco durante os testes foi implementada. Foi possível concluir que pressões de contato e velocidades de deslizamento elevadas resultam na transição do regime de desgaste de uma condição moderada para severa. Quando isso ocorre, o coeficiente de atrito sofre um aumento repentino, além de resultar em uma redução abrupta da área dos platôs de contato da pastilha e uma diminuição do filme depositado sobre o disco. No regime de desgaste severo, constatou-se uma maior irregularidade superficial do disco, além de uma dificuldade de formação de magnetita na superfície do disco, sendo este tipo de óxido descrito pela literatura como o principal componente do filme. Também foi constatada uma elevada quantidade de detritos gerados a partir do contato tribológico no regime severo. No regime moderado, por outro lado, poucos detritos foram gerados. Foi constatado que a remoção dos platôs de contato secundários, na qual ocorre devido às elevadas pressões e velocidades, resulta em um contato mais direto entre os platôs primários e o filme. Este contato acaba por remover o filme depositado sobre o disco, levando a um aumento de desgaste de pastilha em função de não haver platôs de contato estáveis entre as diferentes frenagens. Esta tese demonstra que os platôs de contato e o filme tribológico aderido na superfície do disco têm um papel fundamental em evitar a ocorrência de regime severo de desgaste. Assim, sob o ponto de vista da durabilidade (vida útil), a formação e estabilidade dos platôs e do filme tribológico são aspectos importantes a serem considerados no desenvolvimento de novos materiais de fricção.