Estudo do comportamento tribológico do revestimento de fosfato de zinco com a incorporação de nanopartículas no banho de estearato de sódio.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Silva, Sergio Augusto Barbosa da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
• Palavras-chave em Português: Conformação; Conportamento tribológico; Fosfato de zinco; Revestimentos; Nanopartículas; Coating; Tribological properties; Nanoparticles; Forming; Zinc phosphate
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-17042026-103211/

Os revestimentos de fosfato têm sido utilizados como auxiliar nas operações de conformação desde a Segunda Guerra Mundial até os dias de hoje, especialmente o fosfato de zinco combinado com o estearato de sódio, que atua como lubrificante a seco e melhora a ancoragem de óleo lubrificante, reduzindo o atrito, minimizando o desgaste das ferramentas, e evitando o contato direto entre os metais, o que viabiliza a realização de estampagens profundas e complexas. O uso fosfato de zinco em conjunto com o estearato de sódio permite a obtenção de peças com tolerâncias dimensionais restritas, superfícies isentas de defeitos, além de contribuir no aumento das velocidades de processamento, no prolongamento da vida útil das matrizes e ferramentas, resultando em maior produtividade. Apesar dos benefícios decorrentes do emprego do aço fosfatizado, não foram localizados desenvolvimentos significativos recentes no processo de fosfatização para melhorar o comportamento tribológico do revestimento, por isso, foram pesquisados os estudos realizados com óleos lubrificantes, sendo possível localizar diversos trabalhos avaliando incorporações de nanopartículas para reduzir o coeficiente de atrito e melhorar a resistência ao desgaste. As nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) e nitreto de boro hexagonal (hBN), foram escolhidas para serem objetos de estudo no presente trabalho, incorporando-as no banho de estearato de sódio (sabão), em linha piloto laboratorial de fosfatização, para avaliar a influência no comportamento tribológico do aço fosfatizado. As amostras produzidas com ambas as nanopartículas apresentaram coeficientes de atrito semelhantes às amostras produzidas pelo processo tradicional, no entanto, apresentaram aumento significativo na resistência ao engripamento, com destaque para o hBN, que apresentou resultado aproximadamente 58 % superior à amostra de referência, em avaliações realizadas em tribômetro tipo esfera-sobre-disco. O ensaio de embutimento Erichsen foi realizado para avaliar a influência da incorporação das nanopartículas na estampabilidade do aço fosfatizado, com resultados positivos com ambas, mas com destaque o hBN, com índice de embutimento 3,0 % superior ao das amostras de referência.