AvaliaçÃo da resistencia à abrasão de pisos cerâmicos por comparaçao com padrões de dureza mohs



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AVALIAÇÃO DA RESISTENCIA À ABRASÃO DE PISOS CERÂMICOS POR COMPARAÇAO COM PADRÕES DE DUREZA MOHS

G. M. O. Reis(1) K. P. Martins(1) P. E. Fernandes(1) K. M. Aguiar(1) R. A. Gonçalves(2)

  1. Graduandos em Engenharia Mecãnica, Universidade Federal de Uberlãndia

  2. Professor orientador, Faculdade de Engenharia Mecãnica, UFU

Palavras-chave: cerâmica, microabrasão, PEI e dureza Mohs.
RESUMO

A avaliação da resistência à abrasão de pisos cerâmicos do tipo vidrado é realizada pelo ensaio abrasométrico PEI, de acordo com a NBR 13818. O método PEI no entanto, apresenta alguns problemas devido a sua subjetividade, uma vez que é fortemente dependente da acuidade visual de um observador. Além disso os resultados podem ser influenciados pela coloração e serigrafia aplicadas às cerâmicas. Tentativas para substituir o ensaio PEI tem sido feitas, sem no entanto lograr êxito.

De acordo com Zum Gahr, a abrasão é considerada como um processo de riscamento múltiplo. Desta forma, a resistência ao risco têm sido usada de forma equivocada como indicador da resistência à abrasão uma vez que quando o material tem dureza elevada e as partículas abrasivas são dotadas de elevada energia, pode provocar lascamento que é a forma mais severa de desgaste.

Gonçalves (2002) e colaboradores propuseram um método em que o coeficiente de desgaste de um material obtido pelo ensaio de microabrasão é comparado com os respectivos coeficientes de desgaste dos padrões de dureza Mohs também obtidos por microabrasão. Neste processo, encontraram as Equações 1 e 2 obtidas para os abrasivos Al2O3 e SiC.



(1) (2)

Neste trabalho, foram obtidos os coeficientes de desgaste em microabrasão e as durezas Mohs de quatro cerâmicas de mesma classificação PEI (NBR 13818).

O ensaio de microabrasão foi realizado num microabrasômetro Calowear (Calowear Tester: Directions For Use, 1997) e as durezas Mohs por comparação com os padrões de dureza.

O ensaio de microabrasão Calowear consiste em fazer rolar uma esfera, sob gotejamento de uma dispersão aquosa de um abrasivo, sobre a superfície objeto de estudo, como pode ser visto esquematicamente na Figura 1.

Figura 1. Representação esquemática do ensaio de microabrasão


Há a geração de uma calota na superfície da amostra, Figura 2. O coeficiente de desgaste KC pode ser obtido através da Equação 3, onde b é o diâmetro da calota, L a distância deslizada, FN a força normal aplicada e d o diâmetro da esfera (Calowear Tester: Directions For Use, 1997).

(3)

As calotas de desgaste geradas foram medidas utilizando-se um analisador de imagem Image-Pro Plus acoplado a um banco metalográfico Neophot 21 Carl Zeiss Jena. De posse dos valores medidos, foram calculados os coeficientes de desgaste KC utilizando-se uma planilha Excell. Com esses resultados aplicados às Equações 1 e 2, foram obtidos os coeficientes de desgaste equivalentes.

A Tabela 1.apresenta os resultados das durezas Mohs e coeficientes de desgaste equivalentes obtidos para as quatro cerâmicas estudadas


Tabela 1. Resistências ao desgaste equivalentes obtidas para o carbeto de silício e alumina

Cerâmica

Classificação

PEI

Dureza Mohs

cerâmicas

KE (SiC)

m2/N

KE (Al2O3)

m2/N

A


III

5

6.55±0,06

6.84±0,10

B

III

6

6.58±0,20

6.78±0,11

C

III

5

6.72±0,12

6.82±0,27

D

III

4

6.66±0,11

6.76±0,10

Podemos concluir que a dureza Mohs não e indicativo da resistência à abrasão PEI, mas que o coeficiente de desgaste equivalente permite comparar o desgaste das cerâmicas em microabrasão àqueles dos padrões de dureza Mohs. Pode ser visto na Tabela 1 que os coeficientes de desgaste relativos obtidos através das equações 2 e 3 indicam que as cerâmicas A, B, C e D apresentam comportamento em desgaste superiores aos minerais padrões com as mesmas durezas Mohs. Os valores numéricos mostram que estas cerâmicas tem comportamento em desgaste de microabrasão Calowear equivalentes a minerais de dureza Mohs 6,55, 6,58, 6,72 e 6,66 quando ensaiados com carbeto de silício e equivalente a minerais de dureza 6,84, 6,78, 6,82 e 6,76 quando ensaiados com alumina.



REFERÊNCIAS

1 - ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, norma NBR 13818, Placas Cerâmicas para Revestimento – Especificação e métodos de ensaio, ABR/1997, 78p Anexo D – Determinação da abrasão superficial, pp. 17 a 22. Anexo V – Determinação da dureza segundo a escala Mohs, p.71.

2 - Zum Gahr, K. H., Microestructure and Wear of Materials, Elsevier Sc. Pub., Amsterdam, 1987, 554 p.

3 – Gonçalves, R. A., de Mello, J. D. B., Aguiar, K. M. da Rosa, F. G., Equivalent Wear Resistance: a New Way to Asses Abrasive Wear Resistance of Ceramic Tiles, Qualicer 2002, Castellón, Spain, 2002, pp 217 – 222.



4 – CALOWEAR TESTER: Directions for Use, Centre Suisse D’electronique et de Microtechnique AS, Switzerland, 1997.



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