Fluidos iónicos en lubricacion de contactos aluminio-aceroInteracciones superficiales y triboquimicas

Résumé

Los líquidos iónicos (LI) son fluidos de altas prestaciones con un amplio rango de estabilidad térmica. Actualmente están siendo objeto de estudio en una gran variedad de contactos, siendo una de sus aplicaciones tribológicas más interesante la lubricación del contacto aluminio-acero. En este trabajo se estudia la influencia de la longitud de la cadena lateral del catión y de la naturaleza del anión sobre la capacidad lubricante de e LI derivados del catión imidazolio, un derivado de piridinio y un derivado de fosfonio. Estos materiales se han estudiado por primera vez como lubricantes puros y como aditivos al 1% en condiciones variables de velocidad, carga y temperatura en ensayos de punzón sobre disco en contactos de acero AISI 52100- aluminio ASTM 2011. En este trabajo presentamos el primer estudio de los LI como lubricantes bajo condiciones extremas de temperatura. El comportamiento de los LI ha sido comparado con un aceite mineral y con el éster sintético propilenglicol dioleato. En estas condiciones, los LI muestran valores de fricción y desgaste menores que los lubricantes convencionales a todas las temperaturas. Como aditivos al 1% de una aceite mineral, se han determinado las condiciones de lubricación óptima, así como las transiciones entre distintos regímenes y mecanismos de desgaste. También se ha estudiado el comportamiento de los LI como aditivos al 1% en el aceite sintético. Debido a la baja miscibilidad de los LI con el aceite base a temperatura ambiente, solo se ha conseguido reducir la fricción y el desgaste para los ensayos a 100ºC. Se ha establecido una relación entre la polaridad del aditivo y el índice de desgaste. La utilización de un aditivo LI más soluble en el aceite sintético, como es el derivado de fosfonio, no consigue una reducción de los valores de fricción y desgaste, debido a que se produce una competición entre los procesos de solvatación y absorción. Para el estudio de los mecanismo de desgaste y de los procesos triboquímicos que tienen lugar en el contacto se han utilizado las técnicas de microscopía electrónica (SEM), espectroscopia de energías dispersivas (EDS) y de fotoelectrones (XPS). Finalmente, se ha estudiado el comportamiento de tres aleaciones de aluminio en ensayos de corrosión y de erosión -corrosión en disolución de tetrafluoroborato de 1 -etil, 3- metilimidazolio, aunque las tres aleaciones muestras una buena resistencia(con un grado de corrosión < 0,2 mm/año), su comportamiento está relacionado con el contenido en cobr4e, aumentado la corrosión al aumentar el porcentaje en cobre. Las superficies se han caracterizado mediante SEM, EDS, SPS y difracción de rayos X.