Che cos'è Fretting?
Il fretting test è un test in cui viene applicato un movimento di scorrimento ripetuto su scala micron tra due superfici pressate insieme, esaminando il danno e l'usura della superficie risultante. Rappresenta l'usura da sfregamento e la corrosione da sfregamento osservata nei giunti sottoposti a vibrazioni.
Scopo di Fretting
Lo scopo è valutare il rischio di danni che i micromovimenti provocano sulle superfici di accoppiamento e accoppiamento esposte alle vibrazioni, supportando la scelta del materiale, del rivestimento e del lubrificante.
A quali prodotti si applica Fretting?
- Contatti elettrici e connettori
- Superfici dei cuscinetti e dei perni
- Giunti a pressione
- Elementi di fissaggio esposti alle vibrazioni per il settore automobilistico
- Formulazioni di grassi e lubrificanti
In quali settori si utilizza Fretting?
Norme relative a Fretting
- ASTM G204
- ASTM D4170
- ISO22696
Condizioni di Fretting
- Ampiezza dello slittamento
- Ampiezza dell'ordine dei micron, come definito (tipicamente 10–100 µm)
- Frequenza
- Frequenza del movimento ripetuto definita nella specifica
- Carico normale
- Carico costante che rappresenta la pressione di contatto
- Numero di cicli
- Definito nelle specifiche
Apparecchiatura per Fretting
- Macchina per prove di sfregamento
- Sistema di misurazione dello spostamento e della forza ad alta risoluzione
- Microscopio ottico e profilometro
- Impianto di misura della resistenza dei contatti (per contatti elettrici)
Requisiti del campione per Fretting
- La coppia di contatti deve rappresentare l'applicazione reale
- È necessario registrare la rugosità superficiale e lo spessore del rivestimento
- Per i contatti elettrici è necessario misurare il valore iniziale della resistenza di contatto
- Generalmente almeno tre ripetizioni
Durata di Fretting
Dipende dal numero di cicli. I test con centinaia di migliaia di cicli possono richiedere diversi giorni.
Procedura di Fretting
- 1La coppia di contatti viene preparata e vengono misurati i valori iniziali.
- 2Viene applicato il carico normale e viene impostata l'ampiezza.
- 3Il movimento ripetuto viene avviato alla frequenza definita.
- 4La forza di attrito e la resistenza di contatto, se richiesta, vengono monitorate continuamente.
- 5Una volta completati i cicli, le superfici vengono esaminate al microscopio.
- 6Vengono valutati la traccia di usura, l'accumulo di ossido e il tipo di danno.
Criteri di accettazione di Fretting
Il criterio di accettazione è indicato nelle specifiche come aumento massimo della resistenza di contatto, profondità massima di usura o assenza di danni dopo un numero specificato di cicli.
Valutazione dei risultati
Il danno da sfregamento si manifesta generalmente come accumulo di detriti di ossido e degrado superficiale locale. Nei contatti elettrici, l'aumento della resistenza di contatto è l'indicatore principale.
Rapporto di Fretting
- Norma applicata
- Ampiezza, frequenza, carico e numero di cicli
- Informazioni sulla coppia di contatti e sul rivestimento
- Curve di attrito e resistenza di contatto, se applicabili
- Immagini dei danni superficiali e profilo del tracciato
Accreditamento
EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.
Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Ambito e autorizzazioniRegolamenti correlati
- Specifiche del connettore e del dispositivo di fissaggio
- Standard OEM automobilistici
Mekanik Testler — Cosa copre questo ambito di prova?
La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Fretting; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Le prove meccaniche misurano come si comporta un materiale o un componente sotto forza. La famiglia va dal carico statico (trazione, compressione, flessione) al comportamento dipendente dal tempo (fatica, scorrimento viscoso), dalla durezza e usura fino alla tenacità a frattura.
Ciò che accomuna queste prove è che il risultato è riportato come una PROPRIETÀ DEL MATERIALE. Il carico di snervamento o la durezza non sono una decisione di conformità; sono dati numerici con cui verranno confrontati il progetto e la norma di prodotto. I rapporti di prova meccanica sono quindi solitamente un input per una decisione ingegneristica piuttosto che per un'approvazione di prodotto — scelta del materiale, coefficiente di sicurezza, previsione della vita.
La distinzione tra comportamento statico e dinamico è la chiave per comprendere il settore. Un componente può apparire del tutto non sollecitato sotto carico statico eppure rompersi sotto carico ripetuto; la rottura a fatica si verifica a tensioni ben inferiori al carico di snervamento e non dà preavviso. Per componenti rotanti, vibranti o soggetti a carico ciclico, una prova di trazione da sola non è quindi una prova sufficiente.
Le condizioni di prova determinano il risultato, ed è fondamentale per la leggibilità del rapporto: geometria del provino, velocità di carico, temperatura, condizionamento e disposizione di serraggio. Lo stesso materiale fornisce valori diversi in condizioni diverse. Nelle materie plastiche l'effetto della velocità è molto marcato, nei metalli l'effetto della temperatura; nei compositi l'orientamento del provino cambia completamente il risultato.
La durezza è la misura più utilizzata in modo scorretto nel settore. Essendo rapida, quasi non distruttiva ed economica, viene spesso usata al posto della resistenza. Esistono tabelle di conversione da durezza a resistenza, ma sono APPROSSIMATIVE e dipendono dal gruppo di materiali; usarle come unica evidenza nell'accettazione del materiale è sbagliato.
Il lato della meccanica della frattura richiede una competenza specifica. Le misurazioni della tenacità a frattura e della velocità di propagazione della cricca da fatica consentono di calcolare quanto durerà una struttura fessurata; sono la base della progettazione tollerante al danno in settori come attrezzature a pressione, strutture aeronautiche e condotte.
Gruppi di metodi in questo ambito
Prove statiche
Trazione, compressione, flessione, taglio e torsione. Si ottengono carico di snervamento e resistenza a trazione, allungamento e modulo di elasticità.
Prove d'urto
Urto con intaglio Charpy e Izod; si determina il comportamento di transizione duttile-fragile del materiale in funzione della temperatura.
Durezza
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore e microdurezza. Prezioso per la profondità del trattamento superficiale e le differenze locali di resistenza.
Fatica
Fatica assiale controllata in forza e deformazione, fatica a flessione; curve S-N e limite di fatica.
Scorrimento viscoso e rilassamento delle tensioni
Comportamento sotto carico a lungo termine ad alta temperatura; determinante per i materiali di caldaie, turbine e attrezzature a pressione.
Meccanica della frattura
Tenacità a frattura in deformazione piana, integrale J, CTOD e velocità di propagazione della cricca da fatica.
Usura e attrito
Abrasione Taber e tamburo rotante, misurazioni del coefficiente di attrito.
Confusioni frequenti in questo ambito
- Calcolare la resistenza dalla durezza è approssimativo; non può essere usato come unica evidenza nell'accettazione del materiale.
- Una resistenza statica adeguata non dimostra la resistenza a fatica; un componente soggetto a carico ciclico richiede una prova separata.
- Se la velocità e la temperatura di prova non sono riportate, il risultato non è confrontabile, in particolare per polimeri e compositi.
- Un provino di prova e il pezzo reale potrebbero non dare lo stesso valore; l'orientamento di stampaggio, le linee di giunzione e le differenze nel trattamento superficiale hanno tutti un effetto.
- Un valore di resistenza fornito per un composito senza indicare l'orientamento del provino è privo di significato.
- Gli equivalenti ASTM e ISO misurano la stessa grandezza ma usano geometrie del provino diverse; i risultati non sono considerati direttamente equivalenti.
Quali decisioni supportano questi risultati
- Verifica della progettazione e selezione dei materiali
- Controllo dei materiali in ingresso e approvazione del fornitore
- Soddisfacimento dei requisiti meccanici della norma di prodotto
- Analisi dei guasti, previsione della vita utile e calcolo della tolleranza al danno
- Verifica dei processi di trattamento termico e superficiale
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Domande frequenti su Fretting
Qual è la differenza tra sfregamento e normale usura?
Il fretting si verifica quando l'ampiezza dello scorrimento è molto inferiore all'area di contatto. I detriti dovuti all'usura non possono fuoriuscire dalla zona di contatto e si accumulano; il meccanismo di danneggiamento è quindi diverso dallo scorrimento continuo.