Analysis of the hardness ratio effect on the tribological performance of NiCrBSi coating/debris particles using the Stribeck Curve

Efecto de la adición de Al2O3 sobre la estabilidad de la capa de lubricación mediante la curva de Stribeck en recubrimientos de NiCrBSi depositados por proyección térmica y refundidos por llama

“…La curva de Stribeck está definido por la correlación que existe entre el coeficiente de rozamiento resultante entre la interacción de las dos superficies en movimiento relativo entre sí, la viscosidad dinámica del aceite lubricante (Kg/ms), velocidad de deslizamiento (m/s), presión aparente (Kg/m 2 ) y la rugosidad superficial media inicial del par rozante (m). En trabajos recientes, se ha modificado el número de lubricación de Schipper (Z) introduciendo la rugosidad final en vez de la rugosidad inicial media [13,14]. Los estudios anteriores consultados en la bibliografía sobre estos tipos de recubrimientos de NiCrBSi, en general están centradas sobre la microestructura, propiedades mecánicas, desgaste en medios abrasivos y resistencia a la corrosión, sin tener en cuenta la interacción entre los recubrimientos y el aceite lubricante de las uniones cinemáticas.…”

“…recubrimientos R1' (NiCrBSi, 10.1%Cr + 10% Al2O3) y R2' (NiCrBSi, 15.25% Cr + 10% Al2O3) presentan mayor estabilidad y continuidad de la capa de lubricación a elevadas presiones aparentes aplicadas con respecto a los recubrimientos R1 y R2 hasta alcanzar valores en el parámetro de Schipper de Z=1.1, a partir de ahí, los valores del coeficiente de rozamiento de los recubrimientos R1 y R2 divergen con respecto a R1' y R2' alcanzado valores en la variación del coeficiente de rozamiento de ΔµR1-R1'=0.012 y ΔµR2-R2'=0.007 para un parámetro Z constante de 7.36 mientras la ΔZ para un valor constante del coeficiente de rozamiento de 0.08 es de ΔZR1-R1'=1.6 y ΔZR2-R2'=0.9, fig.7a y b. El recubrimiento R3' mejora su comportamiento tribológico en todo el rango de presiones y velocidades desarrollando una capa de mayor estabilidad y continuidad capaz de aislar las dos superficies encontacto alcanzando variaciones mínimas en los valores del coeficiente de rozamiento para una Z=7.36 mientras que para un valor constante en el valor del coeficiente de rozamiento de 0.08 la ΔZR3-R3'≈0, fig.7c. Esto puede ser debido a las interacciones que existen entre el aceite lubricante y el grado de endurecimiento de la superficie y distribución de las partículas de Al2O3 sobre la matriz blanda de Ni-Cr, siendo estas zonas más activas energéticamente reaccionando con el aceite lubricante hasta llegar a desarrollar una capa de lubricante de mayor estabilidad y continuidad entre las dos superficies que pueden ser de carácter físicas y/o Naturaleza química[10,14]. Comparativa de los regímenes de lubricación de la curva de Stribeck de los pares rozantes ensayados: a) Correlación R1-R1', b) R2-R2' y c) R3-R3'.…”