Desgaste abrasivo a dois corpos de revestimentos ni-p autocatalítico



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DESGASTE ABRASIVO A DOIS CORPOS DE REVESTIMENTOS NI-P AUTOCATALÍTICO.
T.M. Amorim, L. Jacomine, M.T.P. Pizza, S.D. Franco.

Laboratório de Tribologia e Materiais – Faculdade de Engenharia Mecânica – Universidade Federal de Uberlândia


Palavras Chaves: Ni-P químico, revestimentos finos, abrasão por riscamento, indústria petroquímica.
RESUMO
Os revestimentos níquel fósforo são usualmente conhecidas por sua elevada resistência a corrosão e/ou abrasão (Reidel, 1991 e Bozzini et al., 1991). Todavia, sua aplicação em condições de abrasão severa em meios corrosivos, pode resultar na exposição do substrato a uma acentuada corrosão, como por exemplo na exploração de petróleo em águas profundas (Paes, 2000). Neste caso, ponteiras de risers de completação são revestidas com Ni químico, que todavia não impede por completo a degradação desses componentes devido à destruição de parte do revestimento incorrendo na corrosão galvânica do substrato.

Com o intuito de amenizar essas perdas, foi realizado um estudo do efeito de parâmetros de produção na resistência ao desgaste abrasivo revestimentos Ni-P. Para tal, amostras foram confeccionadas a partir de dois substratos (aço ABNT 1015 normalizado e aço ABNT 4140 temperado em óleo), três tratamentos térmicos (como depositado, envelhecido à 400ºC por uma hora e à 620ºC por dez horas), três concentrações de fósforo no revestimento (4, 9 e 13% de fósforo) e duas espessuras de camadas de níquel (50 e 75 µm).

Os ensaios de desgaste abrasivo foram realizados em um abrasometro da marca Suga (vide figura 1).

Por gravimetria interrompida obteve-se as perdas de massa promovida pelo ensaio Suga com lixa flint de granulometria 220 mesh e com aplicação de 500 gf de carga. Tais resultados encontram-se explicitados nas figuras 2 e 3. Vê-se claramente o significaste efeito dos tratamentos térmico na resistência ao desgaste abrasivo das ligas níquel-fósforo com 9%P e 13%P, principalmente nos tratamentos realizados a 400ºC por uma hora. Tal resultado se deve ao fato de que este tratamento leva o revestimento à dureza máxima (12 GPa). Nas ligas super envelhecidas nota-se uma perda de massa intermediária. Nas amostras revestidas com Ni-4%P, este resultado é menos pronunciado.

Através da análise dos resultados via superfície de resposta, foram obtidas as influências de cada parâmetro de produção. Observou-se, que os fatores mais significativos na mudança da taxa de desgaste foram o tratamento térmico empregado no envelhecimento por precipitação e o teor de fósforo contido na liga.


A B

Figura 2 – Perdas de massa nas amostras de substrato aço ABNT 1015 e revestimentos de 50 µm (A) e 75 µm (B)





A B

Figura 3 – Perdas de massa nas amostras de substrato aço ABNT 4140 e revestimentos de 50 µm (A) e 75 µm (B)



Tais resultados já eram esperados, visto que, nos ensaios de desgaste abrasivo não se desgastava toda a espessura do revestimento, o que intuitivamente leva a crer na baixa influência do substrato nesta configuração. O mesmo pode ser dito para espessura do revestimento, posto que não há variação microestrutural observada com a variação da espessura.

Com base no supracitado, concluiu-se que o revestimento possui fatores principais que podem determinar as características do revestimento para atender as necessidades para as quais este fora requisitado. Tais fatores são o tratamento térmico e o percentual de fósforo presente na composição do revestimento. Observou-se, também que as amostras tratadas termicamente a 400ºC por uma hora apresentaram melhor desempenho no que tange o desgaste abrasivo a dois corpos.

REFERÊNCIAS
W. Reidel Electroless Nickel Planting, Redwood Press, 1991.

B. Bozzini, P. L. Cavallotti, F. Krueger, “Controllo del processo de deposizione chimica autocatalitica di riporti funzionali di Ni-P”, AIFM Galvanotécnica 2 (1991) 53-56.



M. T. P. Paes, “Utilização de Revestimentos de Níquel Químico Submetidos a Condições de Desgaste e Corrosão em Meio Atmosférico Marinho Severo e Submerso”, Seminário, Universidade Federal de Uberlândia, 2000.



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