Pirite de ferro para revestimento de freios
As pastilhas de freio são compostas por aditivos de atrito. Os aditivos para pastilhas de travões incluem, ligantes, cargas e fibras de reforço que, em conjunto, produzem uma pastilha fácil de fabricar e fiável, reduzindo ao mesmo tempo os efeitos secundários indesejados, como o excesso de ruído e calor.
A pirita
é usada principalmente como lubrificante - talvez contraintuitivamente - na fabricação de pastilhas de freio, para uma variedade de aplicações. A aplicação de pirite de ferro pode incluir um enchimento de revestimento de freio. A adição de pirite à pastilha modula a relação dureza-atrito, um fator crucial no desempenho de uma pastilha de freio, já que um sólido muito duro também pode ser frágil, o que falharia no cenário de alta pressão e calor da frenagem por atrito. Uma pastilha de travões avariada significa uma travagem ineficiente e um risco potencial para a vida. A travagem funciona através da conversão de energia cinética em energia térmica - por isso, é crucial que qualquer pastilha de travão tenha uma elevada capacidade global de distribuir o calor uniformemente.
Como é utilizado?
Durante a fabricação de rebolos ligados por resina fenólica, a pirite é adicionada como enchimento na resina ao lado da granalha, com a adição de cargas parcialmente responsáveis pelo grau e dureza da resina em geral(16,17). Quando utilizada como enchimento, a pirita é descrita como um «enchimento ativo», uma vez que a superfície da pirita de ferro interage com outros compostos da resina, sendo responsável por uma resistência que proporciona uma microestrutura de enchimento interligada. Aditivos contendo enxofre, como a pirita, impedem a formação de camadas de óxido metálico através de uma reação redox de alta temperatura, que por sua vez causa o atraso da oxidação da própria ligação de resina fenólica, prolongando a vida útil da ferramenta(18).
Além disso, os dióxidos de enxofre que podem se desenvolver durante a decomposição da pirita podem desacelerar a decomposição térmica da própria resina de ligação sintética, proporcionando uma longevidade adicional do benefício do ferramental(19). Os enchimentos, como a pirita, são tipicamente utilizados na moagem e no espaço de roda ligado à resina na faixa de carga de até 20% em peso, em comparação com o abrasivo em si, que pode ser encontrado em 65 a 90%, e o ligante de resina fenólica/sintética sendo empregado entre 5 e 20% em peso(20). A pirita é considerada um enchimento "favorito" para tais aplicações - ostensivamente devido ao seu baixo preço e alto desempenho em uma variedade de cenários de moagem.
Os rebolos ligados à resina são utilizados em situações de moagem convencionais, de alta precisão e super abrasivas, para os dois últimos cenários, a alta capacidade térmica da pirite é benéfica como dissipador de calor, reduzindo a temperatura no local da atividade de moagem e, assim, melhorando o desempenho(21). A ligação em si é conhecida por sua capacidade de suportar altos níveis de carga de choque.
A pirita é adicionada na forma monocristalina pura, tomando uma forma de lasca ou tipo agulha, esta adição não só ajuda com o aumento da condutividade térmica como mencionado anteriormente, mas aumenta a resistência à tração e porosidade da resina. No geral, a durabilidade é aumentada, o que resulta em mais tempo de atividade de moagem e menos requisitos para substituir a ferramenta de moagem. A pirite tem sido utilizada em muitos graus abrasivos diferentes de rebolos do tipo de ligação resinóide, incluindo aplicações com abrasivos de cerâmica, carboneto e alumina.
Como enchimento, a pirite é adicionada às rodas de moagem ligadas à resina para melhorar principalmente a resistência, mas outros benefícios incluem uma disposição garantida de espaço para permitir a adição de lubrificante de usinagem ou resfriamento; proporcionar uma melhor resistência ao choque através da maior parte da roda; proporcionar um ambiente que permita a erosão gradual e controlada das ligações para expor novas arestas de corte e proporcionar um grau de resistência química da roda aos lubrificantes de arrefecimento ou maquinação(22). A estabilidade geral geral da resina é particularmente reforçada pela presença de enchimentos, assim como as características gerais de desempenho da resistência à flexão(23).
Os rebolos que utilizam pirite como componente, juntamente com fibra de vidro e baquelite como aglutinante, demonstraram ser mais duráveis durante períodos de moagem a longo prazo do que os que contêm apenas elementos de carbono(24), em cerca de 30%, quando apenas 7,8% de pirite em peso foram utilizados. Não só aplicável à produção convencional de rebolos e/ou meios, a pirite pode ser utilizada em novos métodos de produção de meios de moagem, como os produzidos com sinterização a laser e impressão 3D(25).
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