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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ingenierías Diseño Mecánico 2 Programa de ingeniería mecánica Periodo I 2017 Galling of Stainless Steel Fasteners Luis Carlos Valencia1 1 Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingenierías Universidad Autónoma de Occidente, Cali Colombia Abril 27, 2017

Abstract. El galling es un desgaste adhesivo originado por una transferencia de material en tres superficies, en el caso de tornillos y tuercas este fenómeno traba las roscas y el torque puede subir hasta niveles suficientes como para romper la unión. El fenómeno se da durante el ensamblaje o en uniones que permanecen gran cantidad de tiempo sin ser manipuladas. con mayor densidad de electrones dona 1. ¿Por qué las roscas de acero electrones al otro material. inoxidable tienden a fallar por el Las fuerzas friccionantes debido a la fenómeno de Galling? adhesión son dominantes cunado se El acero inoxidable es particularmente encuentran el sistema en total ausencia propenso a la ocurrencia de este de lubricación. Cuando se ejerce torque fenómeno. Esto se debe a la ductilidad a la junta este produce delaminado de del material y debido a que el espesor de los hilos o cizalladura. la capa de óxido estable se encuentra en su superficie lo cual lo vuelve propenso a 2. ¿Qué parámetros pueden que esta capa se rompa durante el modificarse durante la instalación montaje, el contacto entre los puntos de pernos de acero inoxidable, para altos de las roscas se desgasta separando evitar el fenómeno de galling? las capas de óxido protector de los Los factores clave que contribuyen al materiales de base. Cuando esto ocurre desgaste del hilo son la fricción que se se ponen en contacto los materiales base puede aumentar debido a presencia de de las dos partes que por sus estructuras partículas presentes en los hilos y el cristalinas tienden a formar micro aumento de temperatura en el montaje soldaduras. al utilizar grandes revoluciones, uso de La fuerza de adhesión entre metales materiales con similares rugosidad, puede ser explicada por la transferencia de electrones entre las superficies en además de un diseño defectuoso de la contacto, ya que los metales en contacto junta. Se puede remediar evaluando los intercambian electrones y establecen un procedimientos de montaje reduciendo enlace entre las superficies. El material las revoluciones por minuto en la

instalación y controlar el par aplicado, además de aplicar una película de antiaferrante

como

Gall-Tough ®

y

Nitronic 60®, los cuales reducen el desgaste mientras se mantiene la capa de óxido que proporciona la resistencia a la corrosión. Uno de los más comunes y menos costosos lubricantes en la industria de pernos es una cera comercial. Aplicada por el proveedor, en la mayoría de casos es imperceptible para el usuario y puede ser extremadamente eficaz cuando se utiliza en conjunto con otras medidas antigalling. En situaciones más extremas, un horneado con Teflon® o el recubrimiento de disulfuro de molibdeno aplicado a los hilos por el proveedor reduce significativamente fricción.

Figura 1. Causas del galling y cómo prevenirlos. (Galling of Staninless Steel Fasteners, Pencom)

3. Existen productos comerciales que mitigan el fenómeno de galling en roscas de acero inoxidable, ¿cómo funcionan sobre la superficie del material? Los productos básicamente se enfocan en reducir el calor y las fuerzas generadas en el ensamble, conservando la película de óxido presente en los aceros inoxidables lo cual es la protección de la corrosión.

Un producto utilizado para esta aplicación es el Nitronic® 60, o N-60 el cual es conocido por su excelente resistencia al desgaste, incluso a temperaturas elevadas. Las adiciones de 4% de silicio y 8% de manganeso inhiben el desgaste, el galling y el fretting. Se utiliza comúnmente para varias juntas de perno que requieren resistencia y resistencia al desgaste. Mantiene una resistencia hasta temperaturas de 1800 ° F y tiene una resistencia a la oxidación similar a la del acero inoxidable 309. Referencias TECHNICAL BULLETIN, Galling of Staninless Steel Fasteners, Pencom, TB-GALLING 02/23/11.