Evaluación de la retentividad de modificadores de fricción para interfaz rueda-riel

Abstract

Los modificadores de fricción son importantes para controlar el desgaste y la fricción en los sistemas rueda-riel. Este estudio se centra en el análisis de la retentividad de un modificador de fricción base agua (FM 1). Además, se caracterizó y comparó el rendimiento reológico de dos modificadores de fricción: un modificador a base de aceite de aguacate (FM 2) desarrollado en el laboratorio y un modificador base aceite mineral (FM 3) comercial. Los modificadores de fricción fueron analizados mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis térmico (TGA), espectroscopia infrarroja (FTIR) y reología. El rendimiento tribológico de los productos se evaluó utilizando un tribómetro de doble disco, el cual permite simular diferentes escenarios de interacción entre la rueda y el riel: rodadura, deslizamiento y una combinación de ambos. Se evaluaron el coeficiente de tracción y la retentividad del FM 1 en el laboratorio. Los resultados mostraron que el producto FM 1 contiene un alto contenido de agua (aproximadamente 60%) y un polímero de estireno-butadieno (SBS), que actúa como un vehículo para el modificador, responsable de dispersar las partículas. Se observaron partículas de disulfuro de molibdeno de menos de 5 μm y partículas de talco de menos de 2 μm. El coeficiente de tracción del FM 1 presenta valores similares a los de productos comerciales previamente probados, con un coeficiente de fricción de aproximadamente 0.07. El coeficiente de tracción del FM 1 es un 15% mayor que el obtenido para el producto base de aceite vegetal. Los resultados indicaron que el producto FM 3 contiene partículas de cobre y aluminio, elementos encontrados en la literatura de lubricantes. En términos de retentividad, se planteó dos pruebas diferentes halladas en la literatura: “inicio con lubricación” e “inicio sin lubricación” se observó una diferencia en el valor de retentividad de aproximadamente un orden de magnitud. Esta diferencia radica principalmente en la rugosidad de las superficies. (Tomado de la fuente)

Friction modifiers are essential for controlling wear and friction in wheel/rail systems. This study focuses on the analysis of the retentivity of a water-based friction modifier (FM 1). Additionally, the rheological performance of two friction modifiers was characterized and compared: an avocado oil-based modifier (FM 2) developed in the laboratory and a commercial mineral oil-based modifier (FM 3). The friction modifiers were analyzed using scanning electron microscopy (SEM), thermal analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), and rheology. The tribological performance of the products was evaluated using a twin-disc tribometer, which allows simulating different interaction scenarios between the wheel and the rail: rolling, sliding, and a combination of both. The coefficient of traction and the retentivity of FM 1 were evaluated in the laboratory. The results showed that the product FM 1 contains a high-water content (approximately 60%) and a styrene-butadiene polymer (SBS), which acts as a carrier for the modifier, responsible for dispersing the particles. Molybdenum disulfide particles smaller than 5 μm and talc particles smaller than 2 μm were observed. The results indicated that the traction coefficient of FM 1 presents values similar to those of previously tested commercial products, with a friction coefficient of approximately 0.07. The traction coefficient of FM 1 is 15% higher than that obtained for vegetable oil-based product. The results also indicated that FM 3 contains copper and aluminum particles, elements commonly found in lubricant formulations according to the literature. In terms of retentivity, two different tests found in the literature were proposed: “lubrication start” and “non-lubrication start.” A difference of approximately one order of magnitude in retentivity values was observed. This difference is mainly attributed to the roughness of surface.