¿Qué es Fretting?
La prueba de fricción es una prueba en la que se aplica un movimiento deslizante repetido a escala micrométrica entre dos superficies presionadas entre sí, examinando el daño y el desgaste de la superficie resultante. Representa el desgaste por fricción y la corrosión por fricción que se observan en las uniones sometidas a vibración.
Objetivo de Fretting
El propósito es evaluar el riesgo de daño que causa el micromovimiento en las superficies de unión y ajuste a presión expuestas a vibraciones, apoyando la elección del material, recubrimiento y lubricante.
¿A qué productos se aplica Fretting?
- Contactos y conectores eléctricos.
- Superficies de cojinetes y muñones
- Uniones a presión
- Elementos de fijación expuestos a vibraciones para automóviles
- Formulaciones de grasas y lubricantes.
¿En qué sectores se utiliza Fretting?
Normas relacionadas con Fretting
- ASTM G204
- Norma ASTM D4170
- ISO 22696
Condiciones de Fretting
- Amplitud de deslizamiento
- Amplitud del orden de micras, según se define (normalmente entre 10 y 100 µm)
- Frecuencia
- Frecuencia de movimiento repetido definida en la especificación.
- Carga normal
- Carga constante que representa la presión de contacto.
- Número de ciclos
- Definido en la especificación
Equipo para Fretting
- Máquina de prueba de traste
- Sistema de medición de fuerza y desplazamiento de alta resolución
- Microscopio óptico y perfilómetro.
- Equipo de medición de resistencia de contacto (para contactos eléctricos)
Requisitos de muestra para Fretting
- El par de contactos debe representar la aplicación real.
- Se debe registrar la rugosidad de la superficie y el espesor del recubrimiento.
- Para contactos eléctricos, se debe medir el valor inicial de resistencia de contacto.
- Generalmente al menos tres repeticiones.
Duración de Fretting
Depende del número de ciclos. Las pruebas con cientos de miles de ciclos pueden tardar varios días.
Procedimiento de Fretting
- 1Se prepara el par de contactos y se miden los valores iniciales.
- 2Se aplica la carga normal y se establece la amplitud.
- 3El movimiento repetido se inicia con la frecuencia definida.
- 4La fuerza de fricción y, en caso necesario, la resistencia de contacto se controlan continuamente.
- 5Una vez completados los ciclos, las superficies se examinan con un microscopio.
- 6Se evalúan la pista de desgaste, la acumulación de óxido y el tipo de daño.
Criterios de aceptación de Fretting
El criterio de aceptación se da en la especificación como un aumento máximo en la resistencia de contacto, una profundidad máxima de desgaste o la ausencia de daños después de un número específico de ciclos.
Evaluación de resultados
El daño por fricción generalmente se manifiesta como acumulación de desechos de óxido y degradación local de la superficie. En los contactos eléctricos, el aumento de la resistencia del contacto es el indicador principal.
Informe de Fretting
- Estándar aplicado
- Amplitud, frecuencia, carga y número de ciclos.
- Información sobre el par de contactos y el revestimiento
- Curvas de fricción y resistencia de contacto, si corresponde
- Imágenes de daños en la superficie y perfil de la pista.
Acreditación
EUROLAB posee una acreditación reconocida internacionalmente obtenida de organismos de acreditación que forman parte de los acuerdos de reconocimiento multilateral de IAF e ILAC, según ISO/IEC 17025 para pruebas de laboratorio, ISO/IEC 17020 para inspección y vigilancia, e ISO/IEC 17021-1 e ISO/IEC 17065 para certificación de sistemas y productos. Esta cadena garantiza que los informes y certificados emitidos sean aceptados en todo el mundo.
La posibilidad de ofrecer esta prueba dentro del alcance acreditado depende de su producto y del estándar aplicado; Dado que la acreditación se basa en métodos, el alcance se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Alcance y autorizacionesRegulaciones Relacionadas
- Especificaciones de conectores y sujetadores
- Estándares OEM automotrices
Mekanik Testler — ¿Qué abarca este campo de ensayo?
La siguiente sección describe el campo al que pertenece el ensayo Fretting; las condiciones y criterios de aceptación de este ensayo en particular figuran en las secciones anteriores. El alcance específico de su producto se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Los ensayos mecánicos miden cómo se comporta un material o una pieza bajo fuerza. La familia abarca desde la carga estática (tracción, compresión, flexión) hasta el comportamiento dependiente del tiempo (fatiga, fluencia), y desde la dureza y el desgaste hasta la tenacidad a la fractura.
Lo que estos ensayos tienen en común es que el resultado se reporta como una PROPIEDAD DEL MATERIAL. El límite elástico o la dureza no son una decisión de conformidad; son datos numéricos con los que se comparará el diseño y la norma de producto. Por ello, los informes de ensayo mecánico suelen ser un dato de entrada para una decisión de ingeniería y no para una aprobación de producto — selección de material, coeficiente de seguridad, predicción de vida útil.
La distinción entre comportamiento estático y dinámico es la clave para entender el ámbito. Una pieza puede parecer completamente sin esfuerzo bajo carga estática y, sin embargo, romperse bajo carga repetida; la rotura por fatiga se produce a tensiones muy por debajo del límite elástico y no da aviso. Para piezas rotativas, vibrantes o sometidas a carga cíclica, un ensayo de tracción por sí solo no es, por tanto, una prueba suficiente.
Las condiciones de ensayo determinan el resultado, y esto es crítico para la legibilidad del informe: geometría de la probeta, velocidad de carga, temperatura, acondicionamiento y disposición de sujeción. El mismo material da valores distintos en condiciones distintas. En los plásticos el efecto de la velocidad es muy pronunciado, en los metales el efecto de la temperatura; en los compuestos la orientación de la probeta cambia por completo el resultado.
La dureza es la medición más mal utilizada en el ámbito. Al ser rápida, casi no destructiva y económica, se usa a menudo en lugar de la resistencia. Existen tablas de conversión de dureza a resistencia, pero son APROXIMADAS y dependen del grupo de materiales; usarlas como única evidencia en la aceptación de material es incorrecto.
El lado de la mecánica de fractura exige una competencia específica. Las mediciones de tenacidad a la fractura y de velocidad de crecimiento de grietas por fatiga permiten calcular cuánto durará una estructura agrietada; son la base del diseño tolerante al daño en ámbitos como equipos a presión, estructuras aeronáuticas y oleoductos.
Grupos de métodos en este campo
Ensayos estáticos
Tracción, compresión, flexión, cizallamiento y torsión. Se obtienen el límite elástico y la resistencia a la tracción, el alargamiento y el módulo de elasticidad.
Ensayos de impacto
Impacto con entalla Charpy e Izod; se determina el comportamiento de transición dúctil-frágil del material en función de la temperatura.
Dureza
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore y microdureza. Valioso para la profundidad del tratamiento superficial y las diferencias locales de resistencia.
Fatiga
Fatiga axial controlada por fuerza y deformación, fatiga en flexión; curvas S-N y límite de fatiga.
Fluencia y relajación de tensiones
Comportamiento bajo carga a largo plazo a alta temperatura; determinante para materiales de calderas, turbinas y equipos a presión.
Mecánica de fractura
Tenacidad a la fractura en deformación plana, integral J, CTOD y velocidad de crecimiento de grietas por fatiga.
Desgaste y fricción
Abrasión Taber y tambor giratorio, mediciones del coeficiente de fricción.
Confusiones frecuentes en este campo
- Calcular la resistencia a partir de la dureza es aproximado; no puede usarse como única evidencia en la aceptación de material.
- Una resistencia estática adecuada no demuestra la resistencia a la fatiga; una pieza sometida a carga cíclica requiere un ensayo aparte.
- Si no se registran la velocidad y la temperatura del ensayo, el resultado no es comparable, especialmente en polímeros y compuestos.
- Una probeta de ensayo y la pieza real pueden no dar el mismo valor; la orientación de moldeo, las líneas de soldadura y las diferencias de tratamiento superficial influyen.
- Un valor de resistencia dado para un compuesto sin indicar la orientación de la probeta carece de sentido.
- Los equivalentes ASTM e ISO miden la misma magnitud pero usan geometrías de probeta distintas; los resultados no se consideran directamente equivalentes.
Qué decisiones respaldan estos resultados
- Verificación del diseño y selección de materiales
- Control de materiales entrantes y aprobación de proveedor
- Cumplimiento de los requisitos mecánicos de la norma de producto
- Análisis de fallos, predicción de vida útil y cálculo de tolerancia al daño
- Verificación de los procesos de tratamiento térmico y superficial
Pruebas relacionadas
Preguntas frecuentes sobre Fretting
¿Cuál es la diferencia entre preocupación y desgaste normal?
El desgaste ocurre cuando la amplitud del deslizamiento es mucho menor que el área de contacto. Los residuos de desgaste no pueden escapar de la zona de contacto y se acumulan; Por lo tanto, el mecanismo de daño difiere del deslizamiento continuo.