Setembro 2025 vol. 12 num. 1 - XXXII Simpósio Internacional de Engenharia

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Bronzinas de Alumínio de alta resistência sem fase macia recobertas com polímero livre de PFAS

High-strength Aluminum bearings without soft phase coated with PFAS free polymer

FERREIRA, MATHEUS DOS SANTOS ; SOUZA, STEFANO DUARTE DE ; MORAIS, PAULO ROBERTO VIEIRA DE ; MIYAMOTO, MARCELO ; STEARNS, JOHN ;

Trabalho completo:

Os requisitos de robustez para bronzinas em atender às demandas de motores cada vez mais eficientes, limpos e com alta densidade de potência criaram um paradoxo para o desenvolvimento de ligas de bronzinas. As ligas de Al tradicionais à base de Al-Sn-Si atingiram seus limites com pressões do cilindro (PCP) atingindo acima de 120 MPa em veículos leves flex-fuel (LV). As ligas de bronze resistem mais, porém custam mais. O desenvolvimento de uma liga de Al de alta resistência onde historicamente as ligas de bronze são dominantes é uma necessidade para atender às metas comerciais e de desempenho do mercado. A nova liga de Al-Mn-Mg de alta resistência, desenvolvida sem uma fase macia e revestida com um polímero livre de PFAS, atende esse compromisso ao atingir cargas específicas máximas de até 95 MPa. A ausência de uma fase macia é compensada pelo polímero livre de PFAS que já atende à restrição futura prevista de substâncias químicas PFAS e garante a robustez do sistema quando em condições de filme de óleo fino. O novo lubrificante sólido do polímero fornece a resistência ao engripamento necessária. Testes de bancada e motor comprovam uma melhora significativa no desempenho de fadiga em relação à liga tradicional de Al-Sn-Si, sem comprometer o desempenho ao engripamento e desgaste.

Trabalho completo:

The robustness requirements for bearings to meet the demands of increasingly efficient, clean, and power-dense engines has created a paradox for future bearing alloy developments. Traditional Al-Sn-Si based Al alloys have reached their limits with Peak Cylinder Pressures (PCP) reaching above 120MPa in Flex-fuel Light Vehicles (LV). Bronze alloys are stronger but more expensive. The development of a high strength Al alloy which encroaches on the historically dominant bronze alloys is a necessity to meet both commercial and performance targets of the market. The new high strength roll bonded Al-Mn-Mg alloy developed without a soft phase and coated with a PFAS free polymer addresses this compromise while resisting maximum specific loads up to 95MPa. The absence of a soft phase is compensated by the PFAS free polymer that already meetsthe anticipated future restriction of PFAS chemical substances and ensures system robustness when operating under thin or disrupted film conditions. The new polymer solid lubricant gives the necessary seizure resistance needed for polymer coated bearings. Rig and engine testing (900 hours) have demonstrated a significant improvement in fatigue performance over the highest rated Al-Sn-Si bearing alloy without jeopardizing seizure and wear performance.

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DOI: 10.5151/simea2025-PAP36

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Como citar:

FERREIRA, MATHEUS DOS SANTOS; SOUZA, STEFANO DUARTE DE; MORAIS, PAULO ROBERTO VIEIRA DE; MIYAMOTO, MARCELO; STEARNS, JOHN; "Bronzinas de Alumínio de alta resistência sem fase macia recobertas com polímero livre de PFAS", p. 164-172 . In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2357-7592, DOI 10.5151/simea2025-PAP36

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