Desempenho de revestimentos de carbono tipo-diamante (produzidos pela tecnologia inovadora Ne-HiPIMS) sob diferentes regimes de lubrificação

Abstract

Os segmentos de pistão são responsáveis por mais de 24 % das perdas por fricção em motores de combustão interna. Para minimizar as perdas por fricção e melhorar a vida útil dos segmentos de pistão foi testada uma variação recentemente desenvolvida de carbono tipo-diamante (diamond like carbon (DLC)) que neste caso foi deposiatda numa atmosfera de plasma de Argon e Neon com uma fonte de impulso de alta potência de pulverização e magnetrão (high power impulse magnetron sputtering (HiPIMS)) a P=0.8 Pa e com bias a -80 V. Estes revestimentos foram comparados com o bastante uasado nitreto de crómio (CrN) e com DLCs depositados em atmosfera de Argon puro. Os testes tribologicos foram efetuados numa confirguração de bloco no anel ( block-on-ring) com o contra corpo, cargas, velocidades e lubrificação que representam as condições reais do segmento de pistão. A análise dos resultados foi feita atraves das curvas de Stribeck onde foi observada uma melhoria de 15.7 % nas perdas por atrito do DLC com 25 % de Ne no gás de descarga quando comparado aos CrN no regime de lubrificação misto. Assim como uma melhoria na resistência ao desgaste no regime de fronteira. Os testes de desgate foram analisados com recurso a perfilometria e ás imagens de microscópio ótico das pistas de desgaste dos revestimentos. .

Piston rings (PR) are responsible for over 24% of the friction losses in internal combustion engines. To minimize the friction losses and improve the life span of PR it was tested a new developed variation of the diamond like carbon (DLC), in this case deposited on a plasma atmosphere of Argon and Neon with high power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) power supply at P=0.8 Pa and with a bias of -80V. These coatings were compared with the widely used Chromium nitride (CrN) and DLCs deposited in pure Argon atmosphere. The tribology tests were performed on a block-on-ring setup with counter-body, loads, velocities and lubrication that represented the real conditions of the PR. The analyses of the results were performed using the Stribeck curves where it was observed an improvement of 15.7% in friction losses of the DLC deposited with 25% of Ne in the discharge gas when compared with CrNs at mixed lubricated regime. As well as an improvement on wear resistance on boundary regime. The wear tests were analyzed with profilometry and wear track optical microscope images. .