Quando se utilizar lubrificantes sólidos?

Marcos Thadeu Lobo

Engenheiro Mecânico Graduado Pela Universidade Estadual De Campinas ( Unicamp ) em 1985. Ingressou na Petrobras Distribuidora S/A em 1986 como profissional de Suporte Técnico em Produtos. E atualmente exerce a função de Consultor Técnico Sênior.

Lubrificantes sólidos

Uma larga variedade de materiais sólidos, com capacidade inerente de lubrificar, está disponível para uso como lubrificantes de filme sólido sendo os mais comumente utilizados o dissulfeto  de  molibdênio (MoS2) , a grafite e  o politetrafluoretileno (PTFE). Os citados produtos são os de uso mais comum porém, há alguns outros que também poderiam ser utilizados: dissulfeto de tungstênio, nitrito de boro, óxido de chumbo, óxido de antimônio, chumbo, estanho,  prata, propileno-etileno fluorado (FEP).

Figuras 1/2 – Materiais utilizados como lubrificantes sólidos.

Fato é que nenhuma formulação de lubrificante de  filme sólido pode  satisfazer todas as exigências de lubrificação com custo-benefício satisfatório. Algumas propriedades que devem ser levadas em conta na seleção de um lubrificante de filme sólido são o coeficiente de atrito, a capacidade de suportar cargas, a resistência à corrosão (suscetibilidade à corrosão galvânica) e a condutividade elétrica. Além disto, deve-se considerar o ambiente no qual o lubrificante de filme sólido vai atuar.

Figuras 3/4 – O campo de uso de lubrificantes de filme sólido é muito amplo.

Lubrificantes sólidos – Fatores ambientais

Fatores ambientais a serem levados em conta incluem temperatura, pressão, umidade, conteúdo de oxigênio, radiação etc. Cada um dos citados materiais para uso como lubrificantes de filme sólido tem suas vantagens e debilidades e, em face disto, análise pormenorizada de cada situação deve ser realizada.

O dissulfeto de molibdênio tem, geralmente, elevada capacidade de suportar esforços e baixo coeficiente de atrito. Porém, em uma atmosfera oxidativa acima de 400 ºC  começa a se decompor.

A grafite tem alta resistência às elevadas temperaturas em ambientes oxidativos mas tem propensão a promover corrosão galvânica e não tem bom desempenho sob elevado vácuo.

Polímeros fluorados demonstram, usualmente, um baixo coeficiente de atrito e são adequados  em questões estéticas quando utilizados em formulações que empregam pigmentos clorados. No entanto, polímeros fluorados não tem boa capacidade em suportar elevadas cargas e não tem boa estabilidade à radiação.

Figuras 5/6 – Cada aplicação deve ser analisada segundo o ambiente de operação.

Os lubrificantes de filme sólido vem sendo amplamente utilizados como agente anti-desgaste (AW) ou de extrema pressão (EP) na lubrificação sendo a forma mais comum de seu uso, particularmente o  disssulfeto de molibdênio e a grafite, como agente anti-desgaste em formulações de graxas.

Figura 7 – Agentes anti-desgaste em graxas lubrificantes.

A estrutura tipo placas (laminar), presente no material particulado em que se encontram estes lubrificantes de filme sólido, reduz o atrito por permitir que as superfícies em movimento deslizem suavemente uma sobre a outra.

Figuras 8/9 – Os lubrificantes de filme sólido, geralmente,  tem estrutura laminar.

A forma de aplicação anteriormente citada pode ser muito útil na lubrificação de  pinos e buchas. O emprego da grafite é particularmente benéfico quando umidade está presente. Na realidade, a presença de umidade é desejável para garantir que a grafite tenha desempenho pleno na redução do atrito.

Figura 10 – O dissulfeto de molibdênio e a grafite são úteis como agente anti-desgaste na lubrificação de pinos e buchas.

O dissulfeto de molibdênio (MoS2), a grafite e o politetrafluoretileno (PTFE)  foram utilizados em suspensão como aditivos antidesgaste (AW) de óleos lubrificantes para uso em  motores de combustão interna Ciclo Otto 4T. Porém, o uso dos citados lubrificantes de filme sólido em suspensão no óleo lubrificante  gerou muitas controvérsias sobre a sua real efetividade na redução do desgaste e do atrito e em vista da formação de depósitos em válvulas de admissão e escapamento e o seu uso foi descontinuado.

Talvez, a forma mais prática e bem sucedida de se aplicar lubrificantes de filme sólido é por impregnar-se ou efetuar-se ligação destes modificadores de atrito com as superfícies metálicas de elementos de máquina (ex. revestimentos de camisas e saias de êmbolos em grandes motores estacionários alimentados a Gás Natural Comprimido).

Figuras 11/12 – Impregna-se o lubrificante de filme sólido às superfícies metálicas.

O lubrificante de filme sólido ligado à superfície metálica forma um filme sacrificial de desgaste sobre a superfície do componente sujeito ao atrito e o processo de tratamento pode ser repetido várias vezes conforme o método de aplicação utilizado para ligar o lubrificante de filme sólido à superfície metálica.

Figuras 13/14 – Lubrificantes de filme sólido: extremamente úteis mas a aplicação deve ser realizada com cautela.

Em resumo pode-se dizer: os lubrificantes de filme sólido são extremamente úteis e em certas situações, até mesmo, imprescindíveis. Porém, o seu uso não pode ser indiscriminado e a sua aplicação deve ser realizada sob extrema cautela sob pena de causarmos sérias avarias a equipamentos móveis ou industriais.