Introduction
Les propriétés rhéologiques des matériaux permettent de comprendre et d'anticiper leur comportement au cours du processus. Par exemple, elles jouent un rôle dans la capacité de lubrification, la pompabilité et la limite d'écoulement des graisses lubrifiantes.
Conditions de mesure
Dans ce qui suit, la viscosité de cisaillement d'une graisse lubrifiante est déterminée avec le Kinexus pro+ dans les conditions de mesure décrites dans la norme DIN 51810-1. Le tableau 1 et la figure 1 résument les paramètres d'essai spécifiés dans cette norme.
Tableau 1 : Conditions de mesure
| Géométrie | CP/25 (système cône-plaque, angle du cône : 1°, diamètre de la plaque : 25 mm) | |
|---|---|---|
| Température | 25°C (±0,1°C) | |
| Espace de mesure | 24 μm | |
| Programme de mesure | Phase t1: 1 min au repos, 0 Pa | |
Phase t2: 1 min de pré-cisaillement, 100 s-1 | ||
Phase t3: 2 min au repos, 0 Pa | ||
Phase t4: augmentation linéaire du taux de cisaillement de 0 à 1000 s-1 en 1 min | ||
Phase t5: 5 min à un taux de cisaillement constant (1000 s-1) | ||
Résultats des mesures
Le couple requis pour chaque taux de cisaillement appliqué est mesuré et converti automatiquement par le logiciel rSpace pour déterminer la contrainte de cisaillement. Le taux de cisaillement et la contrainte de cisaillement sont ensuite utilisés dans le calcul de la viscosité de cisaillement à l'aide de l'équation suivante :
La figure 2 montre le taux de cisaillement appliqué (courbe orange) et la viscosité de cisaillement résultante (courbe bleue). Comme prévu, la viscosité de cisaillement est nulle lorsqu'aucune contrainte de cisaillement n'est appliquée (phase t1). Une augmentation du taux de cisaillement à 100 s-1 entraîne une augmentation mesurée de la viscosité de cisaillement à 7,5 Pa-s (phase t2). La réponse de l'échantillon à l'arrêt de toute déformation est un retour immédiat de la viscosité de cisaillement à zéro (phase t3). L'augmentation linéaire du taux de cisaillement (phase t4) met en évidence le comportement structuré et cisaillant de la graisse lubrifiante : La viscosité de cisaillement diminue généralement avec l'augmentation du taux de cisaillement. La réaction du matériau au taux de cisaillement constant suivant à 1000 s-1 (phase t5) est de la plus haute importance car elle montre si la viscosité de cisaillement reste stable lorsqu'elle est soumise à un taux de cisaillement constant élevé ; et, si elle ne reste pas stable, à quel point elle change sous l'effet d'un taux de déformation constant et élevé.
La norme DIN 51018-1 indique comment quantifier ce changement de viscosité de cisaillement ηrel au cours de la dernière étape. Pour cela, la viscosité de cisaillement à 2 s (ηA) et à 300 s (ηB) après le début de la cinquième phase ainsi que le changement relatif de viscosité entre les deux valeurs sont rapportés. Le changement relatif de viscosité est défini comme suit :
Le puissant logiciel rSpace utilisé pour les mesures et l'évaluation est capable de calculer automatiquement ces paramètres. La figure 3 montre le tableau extrait du logiciel rSpace avec les valeurs requises de la viscosité de cisaillement à 2 s et 300 s et le changement de viscosité relative résultant ηrel de 0,7 %. Cette faible valeur de moins de 1 % indique que l'échantillon s'adapte très rapidement au taux de cisaillement appliqué.
Conclusion
Une graisse lubrifiante a été mesurée dans les conditions décrites dans la norme DIN 51810-1. L'évaluation a été réalisée automatiquement grâce à une analyse qui peut même être incluse dans la méthode de mesure pour une exécution simple et rapide des mesures avec l'objectif d'une détermination des résultats indépendante de l'utilisateur.