Analysis of friction coefficient for a base steel 5 % Cr, applying variable loads of 196 N, 294 N and 392 N, and speeds of 0,18 m/sec, 0,36 m/sec and 0,54 m/sec

Análisis del coeficiente de fricción para un acero base 5 % Cr, aplicando cargas variables de 196 N, 294 N y 392 N, y velocidades de 0,18 m/seg, 0,36 m/seg y 0,54 m/seg

El presente estudio consiste en analizar el coeficiente de fricción como variable de la carga normal y de la velocidad de deslizamiento para acero al 5% Cr, aplicando el método Block-on-Disk según ASTM D2714. El coeficiente de fricción aumenta linealmente 23,25 % de 0,214 a 0,266 cuando la carga se incrementa de 196 N a 392 N; el mismo fenómeno se observa cuando el coeficiente de fricción aumenta 47,82 % de 0,23 a 0,34 cuando la velocidad de deslizamiento aumenta de 0,18 m/seg a 0,54 m/seg. El coeficiente de fricción aumenta un 23,25 % al aumentar la carga de 196 N a 392 N, lo que corresponde al 100 %, mientras que al aumentar la velocidad de 0,18 m/s a 0,54 m/s se produce un aumento del coeficiente de fricción del 47,82 %, lo que corresponde al 200 %.

INTRODUCCIÓN

El contacto mecánico es uno de los principales fenómenos que produce altos coeficientes de fricción. Este principio se presenta en cualquier sistema que esté expuesto a cargas o movimientos dinámicos, como maquinaria y equipos utilizados para la construcción, procesos de fabricación, transporte, servicios varios. El coeficiente de fricción es un fenómeno inevitable, que ocurre siempre que dos superficies interactúan. La ASTM considera que el coeficiente de fricción se debe a partículas duras o protuberancias que son forzadas y desplazadas a lo largo de la superficie de un sólido blando, dando lugar a una pérdida de material o al rayado de la misma superficie [1]. Hindu S. Wirokanupatum realiza ensayos de desgaste, donde compara el fenómeno de abrasión en condición seca y húmeda, en un acero medio al carbono, confirmando que el coeficiente de desgaste y fricción cambia cuando se modifican los parámetros operacionales como: carga, tamaño, forma y dureza del abrasivo [2]. Deuis et al, realiza una comparación entre el comportamiento del coeficiente de fricción en ambiente seco y húmedo para recubrimientos sobre aluminio, observando que el desgaste en ambiente húmedo es menor que en seco [3].

Hirpa G. Lemu, también verificó que en ambiente húmedo el coeficiente de fricción es menor que en ambiente seco, y afirma que la fuerza de fricción aumenta en función del tiempo [4]; Asaduzzaman Ch. M. determinó que aunque la carga normal y la velocidad de deslizamiento fueran variadas, la fuerza y el coeficiente de fricción se estabilizan después de trece minutos de contacto con los materiales [5-7]. E. Forlerer, realizó ensayos de desgaste por fricción en una máquina de bloque sobre anillo con lubricación de aceite mineral en una aleación ZA27 reforzada con Si, precipitados de Cu y partículas de SiC de un tamaño medio de 5 micras.  Comprobaron que el material más reforzado es el más resistente al desgaste, y el coeficiente de fricción no reforzado es μ = 0,15, mientras que para los materiales reforzados es μ = 0,12 y μ = 0,08 [8].