La réduction de la consommation en carburant des voitures est une préoccupation importante. L'objectif est de réduire les frottements entre pièces mobiles du moteur à travers la formulation du lubrifiant.Un lubrifiant est composé d'une huile de base et d'additifs afin d'ajuster les propriétés de l'huile moteur. En particulier, des polymères sont utilisés pour limiter la perte de viscosité avec la température afin de protéger au mieux les pièces du moteur. Le fonctionnement de ce type d'additifs, appelés améliorants de viscosité (AVI), est basé sur le gonflement avec la température des chaines polymères. Le paramètre le plus important à prendre en compte dans la formulation d'un lubrifiant est sa viscosité ainsi que sa dépendance en température. Le but de ce travail a été d'étudier l'influence de polymères AVI récemment commercialisés afin de sélectionner le plus efficace dans le cadre d'une application moteur, tout en éclaircissant les mécanismes d'action en jeu à l'échelle moléculaire dans ce type de systèmes. Les propriétés rhéologiques de poly(alkyle méthacrylates) en solution ont été étudiées à l'aide de tests standards dans le but de comprendre l'influence des lubrifiants sous pression et dans des conditions confinées. La dégradation de ce type de polymère a également été considérée à travers un test standard afin de vérifier si les performances du polymère sont conservées dans le temps. Les comportements en dégradation et en tribologie ont pu être rationalisés par des considérations de volume occupé par le polymère. / The reduction of car fuel consumption is one of the biggest concerns for oil companies. It involves the reduction of friction between moving parts through the formulation of lubricants.A lubricant is composed of base oil and several additives used to improve the properties of engine oils. Polymeric compounds are used to limit the decrease of viscosity with temperatures to efficiently protect the motor. This type of additives, called Viscosity Index Improver (VII), is based on the swelling of polymer chains with temperature. The most important parameter in the lubricant formulation is the viscosity and its dependance on temperature. The aim of the work was to study the influence of recently developed families of VII additives in different base oils in ordrer to select the most efficient type of polymer for engine lubricant uses, by understanding the molecular mechanisms responsible of the VII behavior. Various polyalkylmethacrylates were investigated to establishing the rheological properties of the solutions, namely as a function of temperature (dependence of intrinsic viscosity). For a given base oil, the efficiency of a VII varies with its chemical structure, its molecular weight and its concentration. Then, tribological properties were investigated using standard tests with the aim to obtain an overview of the lubricant's behavior under pressure. We also considered the degradation of this kind of polymers in a representative test in order to check the performance's durability. Degradation and tribological behaviors were rationalized in terms of volume occupied by polymer chains.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-11-05Bitstream added on 2014-06-13T18:31:06Z : No. of bitstreams: 1 malpica_lgt_me_ilha.pdf: 964002 bytes, checksum: 9482c67364eb81b4816fbb74b725bdb5 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Em um motor de combustão interna todas as peças possuem uma vida útil prevista, sendo essa duração maior ou menor, de acordo com a função específica a elas atribuída. Cada uma das peças tem a sua vida pré-determinada que, em condições normais de funcionamento de todo o conjunto, atende as expectativas. Pela análise do óleo podem-se monitorar as condições destas peças. A técnica de análise de óleo é um tipo de manutenção preditiva. Ela pode ser feita coletando-se o óleo de um equipamento e analisando-o posteriormente ou analisando-o diretamente em sistemas “on line”. A análise dos óleos permite identificar os primeiros sintomas de desgaste de um componente. A identificação é feita a partir do estudo da quantidade de partículas, tamanho, forma e composição, que forneceram informações precisas sobre as condições das superfícies em movimento sem a necessidade de se desmontar o conjunto a qual estas partes pertencem. Tais partículas sólidas são geradas pelo atrito dinâmico entre peças em contato. De acordo com o estudo destas partículas pode-se relacionar as situações de desgastes do conjunto e atribuí-las a condições físicas e químicas. A análise dos óleos é feita por meio de técnicas laboratoriais que envolvem, reagentes, instrumentos e equipamentos. Assim, para se estudar a manutenção preditiva em motores de combustão interna, foi feito um estudo teórico sobre estes motores, sobre os lubrificantes, sobre os problemas e possíveis causas associados a falhas destes, sobre os tipos de manutenção preditivas aplicadas a estes e sobre trabalhos que tratam da manutenção preditiva em motores realizados por outros autores. Para auxiliar os estudos foi proposta a construção de duas bancadas de ensaios compostas de motores de quatro tempos, a gasolina, acoplados a um redutor de velocidades para fornecer carga aos mesmos... / In an internal combustion engine every pieces have a foreseen useful life. This duration is large or small according to the specific function to them attributed. Each piece has its own pre determined life that in normal operation conditions of the set attend to the expectations. By oil analysis one can monitor the pieces conditions. The oil analysis technique is a type of predictive maintenance. It can be done collecting the oil of an equipment and analyzing it latter on or analyzing it directly in systems “on line”. The oil analysis allows identifying the early symptoms of a component wear. The identification is done starting from the study of the particle quantity, size, forms and composition that supplies precise information about the moving superficial conditions without the need of disassembling the set which these parts belong to. Such solid particles are generated by dynamic friction among pieces in contact. According to the study of those particle one can relate the wear set situation and to attribute them to physical and chemical conditions. The oil analysis is done by means of laboratories techniques that involve reagent, instruments and equipments. So, to study the predictive maintenance in internal combustion engine it was done a theoretical study about those engine, about lubricants, about problems and possible causes related to fault of them, about the types of predictive maintenance associated to them and about papers that deal to predictive maintenance in internal combustion engine. To aid the studies it was proposed the construction of two test rig composed of gasoline four cycle internal combustion engine coupled to a reducer to supply load to them. In the first test rig it was used an internal combustion engine in advanced state of deterioration and on the second one it was used a new internal combustion engine. The results showed that even in advanced state ...(Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SynaraLLC_DISSERT.pdf: 6169690 bytes, checksum: faa4a0309db3cf8ab6507bf4b090a9cc (MD5) Previous issue date: 2014-02-03 / Lubricant is responsible for reducing the wear on the friction protect the metal against oxidation, corrosion and dissipates excess heat, making it essential for the balance of a mechanical system, consequently prolonging the useful life of such a system. The origin of lubricating oils is usually mineral being extracted from the petroleum. But the search for a new source of production of lubricants and fuels it is necessary to meet future demands and reduce the possible environmental damage. For this reason, looking alternative means to produce certain products derived from petroleum, such as biodiesel, for example. Returning to the realm of lubricants, also one realizes this need for new raw materials for their production. Vegetable oil is a renewable resource and biodegradable, and its use entails advantages in environmental, social and economic. The development of this project aims to characterize the carnauba oil as a lubricant plant, or biolubricant. To analyze the oil carnauba tests as checking density, flash point, fire point, viscosity, viscosity, acid number, pH, copper corrosion, thermal conductivity and thermal resistivity were developed. In addition, for conducting the wear on the friction and the gradient of the system temperature, the analysis equipment is designed for wear on the friction. Based on these results, it is observed that the oil carnauba show good correlation to its application as biolubricant / O lubrificante ? respons?vel por reduzir o desgaste relativo ao atrito, proteger o metal contra a oxida??o, corros?o e dissipar o calor excessivo, tornando-se essencial para o equil?brio de um sistema mec?nico, consequentemente prolongando a vida ?til de tal sistema. A origem dos ?leos lubrificantes ?, em geral, mineral sendo extra?dos a partir do petr?leo. Mas a busca por uma nova fonte de produ??o de lubrificantes e combust?veis faz-se necess?rio para suprir futuras demandas e diminuir os poss?veis danos ambientais; por este motivo, procuram-se formas alternativas para produ??o de determinados produtos derivados do petr?leo, como o biodiesel, por exemplo. Voltando para a esfera dos lubrificantes, percebe-se tamb?m essa necessidade de novas mat?riasprimas para a sua produ??o. O ?leo vegetal ? um recurso renov?vel e biodegrad?vel, e a sua utiliza??o implica em vantagens nos aspectos ambientais, sociais e econ?micos. O desenvolvimento deste projeto tem como objetivo caracterizar o ?leo de carna?ba como um lubrificante vegetal, ou biolubrificante. Para analisar o ?leo de carna?ba foram desenvolvidos ensaios como verifica??o de massa espec?fica, ponto de fulgor, ponto de combust?o, viscosidade, ?ndice de viscosidade, ?ndice de acidez, pH, corros?o ao cobre, condutividade t?rmica e resistividade t?rmica. Em complemento, para realizar an?lises de desgaste relativo ao atrito e do gradiente de temperatura do sistema, foi desenvolvido o equipamento para an?lise de desgaste relativo ao atrito. Diante dos resultados obtidos, observa-se que o ?leo de carna?ba apresenta uma boa correla??o para sua aplica??o como biolubrificante

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work aims to study the tribological behavior of two solid lubricant materials used in different conditions: nanoparticles as additives for lubrication fluids and self-lubricating sintered steels. The synthetic base oil with different concentrations and kinds of nanoparticles (MoS2 particles, MoS2 nanoflowers, carbon nanotubes+MoS2, silver nanoparticles) was extensively evaluated through tribological tests: ball on disk scuffing; ball on disk constant load (250 N, 20min. duration) and constant load (2N, 20min. duration) reciprocating linear sliding tests assessing friction coefficient. None of the nanoparticles affected the friction coefficient in a significant way. The nanoparticles were found to be an aggregated state. On the other hand, the effect of sintering temperatures (1100, 1150 and 1200 °C) and precursor content (0-5%) on the tribological behavior of self-lubricating sintered steels, produced by metal injection molding (MIM), was analyzed by using linear reciprocating sliding tests (constant load 7N, 60 min. duration). Solid lubrication effect was produced by in situ formation of graphite nodules due to the dissociation of precursor (SiC particles) during sintering. It was shown that presence of the graphite nodules significantly improved the friction coefficient and the wear rate of the alloys and that the sintering temperature little affected these parameters. Chemical analyses of the wear scars by scanning electron microscopy (SEM-EDX) and auger electron spectroscopy (AES) showed the presence of a tribolayer composed predominantly by carbon and oxygen. The graphite on the samples contributed to the formation of the tribolayer on the contact interface. It is suggested that during sliding graphite foils are removed from the in situ generated graphite nodules and remain at the interface thus contributing to the formation of the protective tribolayer. This tribolayer breaks up and forms during sliding and it is continuously replenished by graphite. Analyses of the wear scars showed the presence of plastic deformation traces on the samples and counter-bodies and the predominance of the wear mechanism by abrasion. Study of the influence of roughness surface showed that polishing the surfaces closed the graphite sources due to plastic deformation. This fact has resulted in a friction coefficient higher than 0.2, which means that, in this condition, this material does not act anymore as solid lubricant. / Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento tribológico de dois materiais lubrificantes sólidos usados em diferentes condições: nanopartículas como aditivos de lubrificantes fluidos e aços sinterizados autolubrificantes. O óleo sintético, com diferentes concentrações e tipos de nanopartículas (partículas MoS2, nanoflores de MoS2, nanotubos de carbono + MoS2, nanopartículas de prata), foi extensivamente avaliado por meio de testes tribológicos: pino sobre disco sob carga variável (scuffing) e constante (250N, durante 20 minutos) e deslizamento linear alternado (2N, durante 20 minutos). O coeficiente de atrito não apresentou alterações significativas com a presença das nanopartículas no óleo, sendo esse comportamento atribuído ao estado de aglomeração das mesmas. Por outro lado, o efeito da temperatura de sinterização (1100, 1150 e 1200 ° C) e do teor de precursor (0-5%) no comportamento tribológico dos aços sinterizados autolubrificantes, produzidos por moldagem de pós por injeção (MIM), foram analisados por meio de testes de deslizamento linear alternado sob carga constante (7N, durante 60 minutos). O efeito de lubrificação sólida foi produzido pela formação in situ de nódulos de grafita devido à dissociação do precursor (SiC) durante a sinterização. Foi mostrado que a presença de nódulos de grafita melhorou significativamente o coeficiente de atrito e a taxa de desgaste das ligas, e que a temperatura de sinterização pouco afetou estes parâmetros. As análises químicas das marcas de desgaste por microscopia eletrônica de varredura (SEM-EDX) e espectroscopia por elétron auger (AES) mostraram a presença de uma tribocamada composta predominantemente por carbono e oxigênio. Sugeriu-se que durante o deslizamento as folhas de grafita são removidas dos nódulos gerados in situ e permanecem na interface contribuindo assim para a formação da tribocamada protetora. Esta, por sua vez, rompe-se e forma-se durante o deslizamento sendo continuamente reabastecida pela grafita. As análises das marcas de desgaste das amostras e dos contra-corpos mostraram a presença de sulcos produzidos por deformações plásticas e a predominância do mecanismo de desgaste por abrasão. Estudos da influência da rugosidade superficial mostraram que as superfícies polidas apresentaram o fechamento das fontes de grafita devido à deformação plástica. Este fato deu origem a um coeficiente de atrito superior a 0.2, o que significa que, nestas condições, o material deixa de atuar como lubrificante sólido. / Doutor em Engenharia Mecânica

A furação é um processo caracterizado por apresentar dificuldades em relação à formação e remoção do cavaco da região de corte, e à geração de altas temperaturas devido ao cisalhamento e encruamento do material no fundo do furo, principalmente, na usinagem do aço inoxidável austenítico. Com isso a presença do fluido de corte com boas propriedades de refrigeração e lubrificação faz-se necessária para preservar a vida da broca e garantir um acabamento satisfatório do furo. Contudo, com a tendência mundial de diminuição da quantidade de fluido de corte dispendido, tem-se buscado técnicas diferentes de aplicação que utilize o lubrirrefrigerante em quantidades reduzidas. Associado a essas novas técnicas, vem sendo empregado cada vez mais o uso de partículas sólidas adicionadas ao fluido com o intuito de aumentar sua eficiência. Um tipo de partícula, que vem sendo aplicada em diversos setores produtivos devido a suas ótimas propriedades mecânicas, químicas e elétricas, é o grafeno. Sendo assim, pretende-se analisar o comportamento da furação do aço inoxidável austenítico AISI 304 utilizando flocos de multicamadas de grafeno dispersos em fluido de corte empregando o projeto de experimentos Box-Behnken A aplicação do fluido é feita externamente utilizando a técnica de quantidade reduzida com três vazões: 1,5 l/h; 2,0 l/h e 2,5 l/h. O comportamento do processo é avaliado pelos esforços de corte (força de avanço e momento torsor), pela rugosidade (média e total), e pelos desvios (dimensional e de circularidade) na entrada e na saída do furo. O desempenho do grafeno é avaliado pela comparação dos resultados da sua utilização com os de outras duas condições de aplicação do fluido de corte sem adições: em quantidade reduzida e em abundância. Teve-se como resultado que todas as variáveis respostas analisadas sofreram alguma influência da velocidade de corte e/ou da vazão do fluido aplicado em quantidades reduzidas. Os benefícios da lubrificação e refrigeração do grafeno são sentidos em alguns resultados, como nos menores valores médios de rugosidade e de desvio dimensional. Mas, na análise do processo como um todo, não se afirma que o fluido de corte com flocos de multicamadas de grafeno aplicado externamente em quantidade reduzida traz mais benefícios que o sem adições. / Drilling is a machining process characterized by difficulties in the formation and removal of the chip from the cutting region and the generation of high temperatures due to shearing and hardening of the material at the bottom of the hole, especially in the machining of austenitic stainless steel. Thus the presence of cutting fluid with good cooling and lubrication properties is necessary to preserve the drill life and ensure a satisfactory hole finish. However, with the worldwide trend of decreasing the amount of cutting fluid expended, different application systems have been sought which use the coolant in reduced amounts. Associated with these new techniques, the presence of solid particles added to the fluid has been increasingly used in order to enhance its efficiency. One of these particles, which have been applied in several productive sectors due to its excellent mechanical, chemical and electrical properties, is graphene. Therefore, it is intended to analyze the drilling behavior of AISI 304 austenitic stainless steel using multilayer graphene flakes dispersed in the cutting fluid using the Box- Behnken Design The application of the fluid is done externally by means of reduced quantity lubricant with three flows: 1.5 l/h, 2.0 l/h and 2.5 l/h. The behavior of the process is evaluated via thrust force and torque, average and total roughness, and dimensional and circularity deviations at the input and output holes. The performance of graphene is evaluated by comparing the results of its use with two other cutting fluid conditions: quantity reduced and abundance. It was found that all the analyzed responses variables had some influence of the cutting speed and/or the flow of the applied fluid in reduced quantities. The benefits of graphene lubrication and cooling are felt in some results, such as the lower values of average roughness and dimensional deviation. However, in the analysis of the process as a whole, it is not possible to state that the multilayer graphene flakes cutting fluid externally applied brings more benefits than without additions.

Este trabalho usa o método de determinação do coeficiente de atrito com a utilização das equações de Panknin e do ensaio de Dobramento sob Tensão (DST) para determinar o coeficiente de atrito pelas equações de Panknin foi determinada a força máxima de estampagem de copos cilíndricos dos três materiais, aço inox austenítico AISI 304, aço inox ferrítico AISI 430 e aço de baixo teor de carbono EEP, com uso de quatro lubrificantes. O valor da força máxima de estampagem foi substituída nas equações de Panknin e calculados os coeficientes de atrito. Para o ensaio de Dobramento sob Tensão foram estudadas várias equações que serviram de referência para o cálculo do coeficiente de atrito: Equação das Polias, Equação das Polias Sem Dobramento, Equação das Polias Sem Dobramento considerando os Fatores Geométricos (raio do pino e espessura da chapa), Equação de Wilson, Equação de Sniekers e Equação de Andreasen. Essas equações foram utilizadas para determinar o coeficiente de atrito com a utilização de dois lubrificantes. Os materiais de estudo foram o aço de baixo teor de carbono (EEP), aço inoxidável austenítico (AISI 304) e aço inoxidável ferrítico (AISI 430). A escolha desses materiais foi justificada pela grande quantidade de produtos estampados com esses materiais. No ensaio de DST foram utilizados corpos de prova cortados a 0°, 45° e 90° em relação à direção de laminação da chapa metálica. Nos ensaios de Dobramento sob Tensão utilizou-se uma pressão constante e uma velocidade também constante. Os resultados do coeficiente de atrito calculados pelas equações do ensaio de DST foram comparados com os resultados dos coeficientes de atrito calculados pelas equações de Panknin para validação ou não do uso das equações de Panknin para determinar o coeficiente de atrito e de referência do coeficiente de atrito destes materiais pelo Ensaio de Dobramento Sob Tensão. / This paper uses two methods for calculation of the coefficient of friction efficient, using Panknin equations and the Bending under Tension test (DST). To determine the coefficient of friction with the Panknin equations, maximum stamping strength on cylindrical cups of three materials using four lubricants was calculated. The value of maximum stamping strength was replaced in the Panknin equations to calculate the fiction coefficient. For the Bending under Tension test various equations were studied which served as reference to calculate the friction coefficient: Equation of Sheaves, Equation of Sheaves without Bending, Equation of Sheaves without Bending considering the geometric factors (radius of the pin and plate thickness), Wilson Equation, Sniekers Equation and Andreasen Equation. These equations were used to determine the friction coefficient with the use of two lubricants. The studied materials were low carbon steel, austenitic stainless steel (AISI 304) and ferritic stainless steel (AISI 430). The choice of these materials was justified by the large amount of stamped products with such materials. The Bending under Tension test was performed with specimens cut at 0°, 45° and 90° to the rolling direction of the metal sheet. The tests were made under constant pressure and constant speed. The results of friction the coefficient calculated by equations of the DST test were compared to the results of the coefficients of friction calculated by Panknin equations.

Lubrificantes são produtos gasosos, líquidos, semi sólidos ou sólidos (pó) que formam um filme entre duas partes evitando o atrito. Lubrificantes de alto desempenho são designados para trabalharem em condições severas de temperatura, pressão e contaminação. Os mais utilizados são os líquidos (óleos) e semi sólidos (graxas). As graxas são aplicadas aonde o óleo pode escorrer e em pontos de difícil acesso e são divididas basicamente em duas classes, sabão e não sabão. A graxa não sabão mais utilizada é a poliuréia, obtida pela reação entre aminas e isocianato, possui elevada tixotropia, alta rigidez dielétrica e excelente poder anticorrosivo, por isso é amplamente utilizada para lubrificação de motores elétricos e maquinário naval. Para obter uma graxa com altíssimo desempenho, nesse estudo foi utilizado o fluido lubrificante sintético polialfaolefina e também foi empregado o aditivo lubrificante sólido politetrafluoroetileno (PTFE) por apresentar o menor coeficiente de atrito conhecido, é comercialmente encontrado irradiado em ar para obter partículas menores e produzir grupos terminais oxigenados que são mais compatíveis com a superfície metálica. Os ensaios foram realizados de forma comparativa usando a graxa de poliuréia pura e aditivada com PTFE. As caracterizações foram feitas por espectroscopia de infravermelho, análise elementar de C, N, e H e índice de NCO livre, comprovando a formação de poliuréia de quatro carbonos (tetrauréia). As propriedades funcionais de ponto de gota e separação de óleo mostraram alta compatibilidade e estabilidade entre os polímeros, que aumentaram quando foi adicionado PTFE. A excelente resistência da graxa de tetrauréia pura ao desgaste e extrema pressão foram demonstradas pelo teste de quatro esferas e teste prático em rolamentos, caracterizando esta graxa como de alto desempenho quando comparada com as graxas mais utilizadas no mercado. / Lubricants are gaseous, liquid, semi solid or solid (powder) materials those form a film between two parties preventing friction. High performance lubricants are designed to work under severe conditions of temperature, pressure, and contamination. The most used are liquids (oils) and semi solids (greases). Greases are applied where oils can drain or in inaccessible places and are divided generally into two classes, soap and no soap. The most used non soap grease is polyurea, obtained by the reaction between amine and isocyanate, has highly thixotropic, high dielectric strength and excellent anticorrosive property, so it is widely used for lubrication of electric motors and shipbuilding machinery. For a grease with high performance, in this study was used a synthetic lubricant fluid, polyalphaolefin, and was also employed solid lubricant additive polytetrafluoroethylene (PTFE) due its lowest coefficient of friction, is found commercially irradiated in air to obtain smaller particles and to produce oxygenated terminal groups those are more compatible with the metal surface. The tests conducted were comparatively between pure polyurea grease and with PTFE additive. The characterizations were made by infrared spectroscopy and elemental analysis of C, N and H and Free NCO index, proving the formation of four carbons polyurea (tetraurea). The functional analysis of drop point and oil separation showed high stability and compatibility between the polymers increased when PTFE was added. The excellent resistance of pure tetraurea grease to wear and extreme pressure were demonstrated by four-ball and practical bearings tests, characterizing this grease as a high performance lubricant, when compared to most used greases in the market.

Estudou-se os mecanismos e tipos de desgaste atuantes nos machos de corte no processo de roscamento com velocidades comumente utilizadas na indústria e com alta velocidade de corte, de forma a avaliar a influência da velocidade de corte, do tipo de revestimento de ferramenta e da condição de lubri-refrigeração sobre o desempenho dos machos de corte. A qualidade da rosca usinada e a formação de cavaco também foram objetos de estudo. Mediram-se sinais de torque e de corrente ao longo da vida das ferramentas, avaliando as suas possibilidades como indicadores de desgaste. O roscamento de furos passantes M8x1,25 foi realizado com velocidades de corte de 30 ou 60 m/min em ferro fundido cinzento GG25 nas condições sem fluido de corte ou com mínima quantidade de lubrificante (MQL). Foram utilizados machos de corte de aço rápido comum e fabricados por metalurgia do pó revestidos, com TiAIN ou com TiCN. Os principais mecanismos de desgaste foram abrasão, adesão e difusão, enquanto o principal tipo de desgaste observado foi o de flanco. A adesão de material da peça sobre a ferramenta foi o principal fator determinante do final de vida dos machos de corte. A utilização de revestimento foi eficiente na minimização da adesão. Entretanto, o TiAIN foi melhor em termos de vida da ferramenta e o TiCN na redução do torque e na qualidade visual da rosca usinada. A técnica MQL propiciou melhorias na usinagem em comparação com a condição a seco, principalmente na redução do torque em machos de corte revestidos. Os sinais de torque e de corrente foram eficientes no acompanhamento do desgaste de flanco apenas nos machos de corte revestidos. Por outro lado, apenas os sinais de torque podem servir como indicativo das etapas do ciclo de roscamento. / The mechanisms and types of wear were studied in tools used in the tapping process performed with speeds commonly used in the industry and also with high cutting speed. It was evaluated the influence of cutting speed, type of tool coating and cooling/lubrication condition on the performance of the taps. The quality of the machined threads and the chip formation were also assessed. During the experiments, torque and current signals were measured, assessing the possibilities of using them as tool wear indicators. The tapping of through holes M8x1,25 was accomplished with cutting speeds of 30 or 60 m/min in gray cast iron GG25 in the conditions dry or with Minimal Quantity of Lubricant (MQL). Taps of plain High Speed Steel (HSS) and taps manufactured by powder metallurgy and coated (HSS-Co-PM, one with TiAIN and other with TiCN) were used. The main wear mechanisms observed were abrasion, adhesion and diffusion, while the principal type was the flank wear. The adhesion of workpiece material on the tools was the main decisive factor for the end of tool life. The tool coatings used were efficient in minimizing the adhesion. However, TiAIN was better in terms of tool life and TiCN in the reduction of torque and also led to a better visual quality on the machined threads. The MQL technique brought improvements to the machining in comparison to the dry cutting condition, mainly in the reduction of the torque in coated taps. The torque and current signals wereefficient in indicating the flank wear, only on coated taps. On the other hand, the torque signals can only be used as indicative of tapping cycle stages.

Le développement de lubrifiants à haute valeur ajoutée subissant des conditions opératoires de plus en plus draconiennes, économes en carburant et performants pendant une longue durée reste un défi considérable pour les fabricants d’huiles. Cette thèse concerne l’étude du rôle et des actions des améliorants d’indice de viscosité (ou Viscosity Index Improvers (VII)) dans les lubrifiants moteurs. Le premier objectif visé dans ce travail est la caractérisation des comportements rhéologiques et la modélisation de la viscosité en fonction de conditions réelles de température, pression et contrainte de cisaillement pour des solutions d’huile de base et de polymère sans additifs fonctionnels. Plusieurs polymères (PAMA, OCP et PISH) de masses moléculaires et conformations (peigne, linéaire et étoile) différentes sont utilisés à 1,2% en masse dans une huile de base minérale hydrocraquée. L’originalité de la thèse réside dans l’utilisation de rhéomètres non-commerciaux à haute pression (jusqu’à 800 MPa). Un deuxième défi réside dans la compréhension de la relation entre la réponse rhéologique des lubrifiants automobiles simplifiés et les mécanismes présents à l’échelle moléculaire en explorant les notions de conformation, de solubilité et de rayon hydrodynamique grâce à l’extension de la loi d’Einstein à haute pression. Enfin, l’étude se concentre sur le lien entre rhéologie et tribologie et par extension, entre la composition chimique du lubrifiant et la tribologie. Les épaisseurs de film sont mesurées et comparées avec les prédictions analytiques de Hamrock-Dowson et avec les simulations numériques basées sur l’équation de Reynolds généralisée en incluant les modèles rhéologiques. Les données expérimentales et numériques sont en adéquation. / The development of high value-added lubricants overcoming more and more drastic operating conditions, fuel-efficient and providing excellent performance during a long time remains a huge challenge for oil makers. This thesis is dedicated to the study of the role and the actions of Viscosity Index Improvers (VII) in engine lubricants. The first objective targeted in this work is the characterization of the rheological behaviors and the modeling of viscosity in function of realistic conditions of temperature, pressure and shear stress for polymer-thickened base oil solutions without functional additives. Several polymers (PAMA, OCP and PISH) with different molecular weights and conformations (comb, linear and star) are used with a concentration of 1.2% (w/w) in a hydrocracked mineral base oil. The originality of the thesis lies in the use of non-commercial rheometers under high pressure (up to 800 MPa). A second challenge is the understanding of the relationship between the rheological response of simplified engine lubricants and the mechanisms occurring at the molecular scale by exploring the notions of conformation, solubility and hydrodynamic radius by the extension of the Einstein’s law at high pressure. Finally, the study focuses on the link between rheology and tribology and by extrapolation, between the chemical composition of the lubricant and tribology. The film thickness is measured and compared with the Hamrock-Dowson analytical predictions and with the numerical simulations based on the generalized Reynolds’ equation including the rheological models. Both experimental and numerical data are in good agreement.

Dans le domaine du transport, le zingage (pour lutter contre la corrosion), la passivation (pourrenforcer le pouvoir anticorrosion et améliorer l’esthétique) et la finition (pour la lubrification) sont lestrois traitements appliqués sur les petites pièces mécaniques telles que les vis. L’objectif principal decette étude est d’apporter la propriété lubrifiante à la couche de passivation, permettant ainsi de réduirele nombre d’étape et de réaliser des économies considérables. Pour atteindre cet objectif, deuxstratégies ont été adoptées : la fonctionnalisation de particules de silice par un silane fluoré etl’encapsulation d’un lubrifiant par de la silice.Des particules de silice, sphériques et monodisperses de taille contrôlée (de 40 à 100 nm), ontété fonctionnalisées par un silane fluoré, en une seule étape de synthèse à partir d’une microémulsion.Ces particules améliorent les propriétés lubrifiantes de la couche de finition mais pas celles de lapassivation.Une simple émulsion en milieu acide a permis de synthétiser des microcapsules contenant unlubrifiant (le PAO, polyalphaoléfine ou le n-octadécane à changement de phase à 27°C), de taillemoyenne de quelques micromètres. Le taux maximal d’encapsulation de lubrifiant est environ de 70%,ces capsules n’ont pas apporté les propriétés lubrifiantes à la couche de passivation sur des vis, le tauxd’incorporation des capsules dans cette couche étant trop faible / In the field of transport, zinc coating (to combat corrosion), passivation coating (to increasecorrosion protection and be more aesthetic) and topcoat (for lubrication) are three treatments appliedto small mechanical parts such as screws. The main aim of this study is to provide lubricatingproperties to the passivated layer to reduce the number of steps in the coating process and substantiallyreduce costs. The method includes: silica functionalized with a fluorinated silane and a lubricantencapsulated in silica.Spherical and monodispersed silica particles (between 40 to 100nm) were functionalized witha fluorinated silane using a one-step synthesis from the initial microemulsion. This resulted in theparticles enhancing the lubricating properties of the topcoat but not those of the passivation coating.Microcapsules containing a lubricant (PAO, polyalphaolefin or n-octadecane with a phasechange at 27°C) with an average size of a few micrometers were synthetized in a simple emulsionunder acidic conditions. The maximum encapsulation rate of the lubricant was 70%. These capsulesdid not provide lubricating properties to the passivated coating on the screws. This is because the rateof incorporation of the capsules in this layer is too weak.