Cómo se desgastan los plásticos frente a los metales

Prueba de compuestos termoplásticos contra acero

¿Cómo se desgastan los plásticos contra los metales? Se realizaron pruebas de apareamiento de compuestos termoplásticos y contra-caras de acero laminado en frío AINSI 1141. Los factores de desgaste compuestos más altos (mayor desgaste) resultaron con el rango más suave (8-12 µin.) De acabados de superficies metálicas. Al contrario de lo que podría esperarse intuitivamente, este resultado se atribuye al mecanismo de fricción de adhesión y deformación de las combinaciones de metal / plástico. Los de 12 a 16 µin. rango produjo los factores de desgaste más bajos. Las de 50 a 70 µin. La gama de acabados superficiales generalmente producía factores de desgaste intermedios para la mayoría de los composites. Las formulaciones no reforzadas fueron excepciones.

El policarbonato reforzado con fibra de vidrio lubricado con PTFW fue el único material que experimentó un aumento en la rugosidad de la superficie cuando se probó contra una contracara de acero. La rugosidad de la superficie de los otros compuestos plásticos se redujo a tan solo un octavo en la misma prueba. En todos los casos, la superficie del metal se volvió más rugosa.

Comportamiento de desgaste

El comportamiento al desgaste de los compuestos termoplásticos, en función del acabado de la superficie de las superficies de contacto de acero inoxidable y latón, se probó con solo dos valores de rugosidad del metal en lugar de tres. Como era de esperar, los factores de desgaste de todos los compuestos aumentaron cuando la rugosidad de la superficie de la contracara de acero inoxidable 304 de acoplamiento se incrementó desde el rango de 8 a 16 µin. a la de 50 a 70 µin. Sin embargo, los coeficientes de fricción tendieron a disminuir a medida que aumentaba la rugosidad de la superficie de la contracara metálica de acoplamiento.

Factores de desgaste

Los factores de desgaste de los compuestos plásticos y los coeficientes de fricción de los pares de desgaste fueron generalmente mayores con el acero inoxidable 440 que con el grado 304. El material 440 también tuvo un factor de desgaste más alto que el grado 304, probablemente porque el grado 304 se endurece con el desgaste.

Factores de desgaste del plástico frente a 8 a 16 µin. Los acabados superficiales de los sujetadores son esencialmente los mismos que los de los aceros inoxidables. Sin embargo, las muestras de latón se desgastan hasta ochenta veces más rápido que el acero inoxidable cuando se combinan con compuestos reforzados con fibra de vidrio o carbono. Los compuestos de nailon 6/6 lubricados con PTFE y nailon 6/6 reforzado con fibra de aramida lubricados con PTFE produjeron un desgaste extremadamente bajo en las muestras de latón. Sin embargo, el acabado superficial final de algunas muestras fue hasta cuatro veces más rugoso que el del acero inoxidable en pares de desgaste análogos.

En comparación con los otros acabados metálicos, los de las superficies de contacto de la aleación de aluminio 2024 demostraron tener un rango de tolerancia más estrecho y proporcionar factores de desgaste aceptables para los compuestos plásticos. La clasificación de desgaste más baja ocurrió con 12 a 16 µin. acabado en el aluminio.

PTFE

El nailon 6/6 no reforzado lubricado con PTFE y el nailon 6/6 reforzado con fibra de aramida lubricado con PTFE proporcionaron las tasas de desgaste más bajas de cualquier par de acoplamiento que involucre aleación de aluminio. Sin embargo, los factores de desgaste de todos los compuestos plásticos probados frente al aluminio fueron mayores que los correspondientes factores de desgaste generados frente al acero, acero inoxidable o latón. Se observó un desgaste excesivo del sistema con superficies de contacto de bronce fosforoso en todos los compuestos termoplásticos, excepto en los probados con las mismas dos formulaciones lubricadas con PTFE.

Comportamiento al desgaste de los compuestos a base de fluoropolímeros

Los compuestos de PTFE que contienen cargas inorgánicas como polvo de grafito, harina de coque y fibras de vidrio molido produjeron factores de desgaste más altos y desgaste de la superficie de contacto cuando se aplicaron contra el aluminio que contra el acero. Por el contrario, los compuestos de PTFE que contienen bronce y MoS sinérgico _2, producen tasas más bajas de desgaste de compuestos y metales acoplados frente al aluminio que frente al acero. Los compuestos de PTFE que contienen PPS, polioxibenzoato y rellenos orgánicos de polímero reforzante aromático (ARP) tienen una velocidad similar al oído y se desgastan en la superficie de contacto cuando se utilizan contra acero y aluminio. Con todos los compuestos de fluoropolímeros, los coeficientes de fricción fueron mayores contra el aluminio que contra el acero.

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