Superfícies de alta tecnologia são desenvolvidas através de modificações topográficas (mudando o acabamento superficial) e revestimentos especiais.
As modificações topográficas incluem nossos processos ES10, ES20 e ES30. Esses métodos reduzem a rugosidade da superfície a níveis bem abaixo dos obtidos pelos métodos convencionais de retífica e de brunimento.
A superfície modificada topograficamente, de acabamento de maior precisão, cria uma área de contato mais elevada que resulta em menos microssoldagens de asperezas (pontos salientes microscópicos) quando em contato com os componentes conjugados. Um pouco de rugosidade, na verdade, é desejável. Se fosse possível criar uma superfície isenta de rugosidade, não haveria espaço para lubrificante na superfície do componente.
A aplicação do revestimento no componente é feita em nossos centros de serviços, ou trabalhamos em conjunto com a equipe do cliente para fornecer os componentes completos que compreendem o revestimento de superfície de alta tecnologia.
Acabamento retificado
Acabamento modificado
A superfície modificada de alta tecnologia é criada através de revestimentos de 1 a 3 mícrons de espessura, com tratamento para produzir bom desempenho sob cargas e velocidade típicas. Os revestimentos são aplicados por meio de deposição física de vapor. Esse tipo de processo tem sido usado para revestir pastilhas de silício e ferramentas, mas a Timken adaptou o processo e desenvolveu agentes químicos de revestimento para componentes de metal.
O revestimento cria uma superfície até quatro vezes mais sólida do que o aço, porém até duas vezes mais maleável. O revestimento tem um coeficiente de atrito equivalente a 50% ao do aço. Nossas aplicações são feitas a temperaturas que não afetam a dureza do material substrato (menos de 150 °C / 300 °F).
Carbonetos metálicos nanocristalinos de 3 a 10 nm
incrustados em uma matriz amorfa
Nós proocedemos em base de matrizes de seleção para ajudar na escolha correta do processo disponível em nosso kit de processos de revestimentos de superfícies de alta tecnologia. Ainda que muito simplificado, o quadro demonstra como nós consideramos o nível de lubrificação (lambda) e o modo de contato para selecionar o tipo apropriado de acabamento ou revestimento para uma aplicação.
No exemplo mostrado, com o valor lambda abaixo de 1 (menos que a separação total das superfícies de contato pelo lubrificante), nossos processos ES10, ES20 ou ES30 são indicados para componentes com contato de rolamento, de deslizamento ou combinado.
Outros critérios de seleção consideram fadiga, desgaste e parâmetros adicionais da aplicação.
O processo de revestimento reduz significativamente o coeficiente de atrito das superfícies tratadas. Os dados do teste mostrados foram registrados sob condições secas (sem lubrificação) com a utilização de um "pino sobre disco". O disco foi revestido, mas o pino, não. Disco e pino foram construídos em aço 52100 temperado.
Coeficiente de atrito dos revestimentos ES
A aplicação do revestimento no disco reduziu a taxa de desgaste do disco em duas ordens de magnitude sem aumentar o desgaste por abrasão do pino não revestido.
Resistência ao desgaste dos revestimentos ES
Como um exemplo de redução de atrito obtida com superfícies modificadas, testamos o efeito do ES200 em uma contraface de bronze e observamos uma significativa redução no desgaste do componente.
Efeitos do ES200 no desgaste da contraface de bronze
Existem limitações para os processos de modificação de superfícies de alta tecnologia. Eles podem ser aplicados somente em peças dentro uma certa faixa de tamanhos e que tenham a geometria apropriada. Outras modificações de componentes, como seleção de material alternativo, podem proporcionar uma solução mais econômica.
Mas para os componentes e ambientes apropriados, especialmente com lubrificação marginal, o revestimento de superfície de alta tecnologia pode ser a solução correta.
A tecnologia de revestimento de superfícies da Timken pode elevar a densidade de potência dos componentes, reduzir o desgaste e minimizar as perdas por atrito. Esses benefícios contribuem para um alto desempenho com vida útil dos componentes mais longa e maior durabilidade do sistema, resultando na redução dos custos de garantia.