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PROSPECTIVA ISSN: 1692-8261 [email protected] Universidad Autónoma del Caribe Colombia

Goenaga Pertuz, Jennifer Paola; Mejía Ramos, María Teresa; Rojas Solano, David Alejandro; Viaña Borja, Karen Margarita; Niebles Núñez, Enrique Esteban Recubrimientos duros: alternativa de recuperación en piezas afectadas por el desgaste PROSPECTIVA, vol. 5, núm. 1, enero-junio, 2007, pp. 69-77 Universidad Autónoma del Caribe

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=496251109012

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Recubrimientos duros: alternativa de recuperación en piezas afectadas por el desgaste Jennlfer Paola Goenaga Pertuz', María Teresa Mejía Ramos', David Alejandro Rojas Solano', Karen Margarita Vlaña Borja·. Ing. M.Sc. Enrique Esteban Nlebles Núñez", • Estudiantes de Ingeniería Industrial, Sexto Semestre. Universidad Autónoma Del Caribe Grupo de investigación en Materiales, Procesos y Tecnologías de Fabricación - Imtef .. Ingeniero Industrial. Magíster en Ingeniería Mecánica. Profesor Tiempo Completo Universidad Autónoma Del Caribe. Grupo de investigación en Materiales, Procesos y Tecnologías de Fabricación -Imtef [email protected]

RESUMEN

ABSTRACT

Este artículo muestra, después de una reVISlon bibliográfica y experiencia de expertos en el área, los factores significativos para la recuperación de piezas afectadas por el desgaste abrasivo que estuviesen directamente involucrados con aspectos de fundamentación técnica, condiciones que aseguren la calidad y economía durante su aplicación en la industria.

After a deep bibliographic research, and experience from experts in the matter, this article shows the meaning factors to recover equipment afected by abrasive wear, that were directly involved with technical issues, conditions that ensured quality and economy during its industrial aplication.

El beneficio de aplicar recubrimientos duros para la recuperación de piezas mediante tecnologías de soldadura comparados con el beneficio en el tiempo de servicio y costos de una pieza nueva está representado en la reducción de costos, reducción de tiempos por paradas de producción, mejoramiento de las propiedades mecánicas en la pieza recuperada entre otros, los cuales son evidenciados en el desarrollo y aplicaciones mostradas en este trabajo.

The benefit of adding hard facing on the recovery of industrial equipment, using welding technology, compared with the benefict of purchasing a brand new equipment, taking into account the service time and the economy, represented in the optimization of the equipments life time, wich will be show throughout this article.

Palabras clave: Recuperación de piezas, desgaste abrasivo, recubrimientos duros, costos de soldadura, procesos de soldadura.

KEV WORDS: Recovery of parts, wear abrasive, hard coating, welding cost, welding process

alternativas adoptadas ha sido la utilización de recargues o capas duras aplicadas por medio de soldadura, puesto que son una opción económica y ofrecen la posibilidad de obtener mejores propiedades de resistencia al desgaste que los materiales convencionales.

INTRODUCCiÓN

"'.

En muchos procesos industriales utilizados en ingeniería, se presentan comúnmente problemas severos de desgaste que reducen considerablemente la vida útil de los diferentes elementos de las máquinas, traduciéndose esto en una reposición continua de dichos elementos por otros nuevos o reparados, elevando así los costos de mantenimiento y produciendo pérdidas en la producción debido a las continuas paradas por reparación.

La selección de los recubrimientos duros es primordial para obtener los mejores resultados de servicio en las piezas que se van a recuperar o proteger, pero se debe realizar el debido análisis de costos, para asegurar que la relación costos-calidad del recubrimiento seleccionado sea razonable y el más conveniente para el cliente.

Para contrarrestar de alguna manera los problemas anteriores, se ha recurrido a ciertos métodos que favorecen la conservación de los elementos. Una de las

1. FUNDAMENTOS TÉCNICOS 1.1 Desgaste

aGrupo de Investigación en Materiales, Proceso y Tecnologías de Fabricación - IMTEF. Capítulo Universidad Autónoma del Caribe.

El desgaste es considerado como la pérdida de par-

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tículas metálicas de la superficie de una pieza por acción directa o por combinación de una serie de factores; algunos de estos factores son: abrasión, rozamiento metálico, adhesión, corrosión, cavitación, choques e impactos. [1]

Los recubrimientos duros y rellenos se pueden dividir en cinco clases de acuerdo con las condiciones de servicios, que nos permitirán elegir las mejores aleaciones para el trabajo. Estas son [4]: Clase 1: Impacto severo. Clase 11: Abrasión muy severa. Clase 111: Corrosión, a menudo con abrasión, y frecuentemente a altas temperaturas de trabajo. Clase IV: Abrasión severa con impacto moderado. Clase V: Abrasión con impacto moderado a severo.

Esta investigación está enfocada al desgaste abrasivo, ya que la mayoría de las industrias mineras, donde sus piezas se encuentran sometidas a una constante fricción con piedras, arenilla, tierra, arena y otros materiales sólidos no metálicos, presentan este fenómeno que produce la formación de caladuras impresas plásticamente sin remoción del material, separación de partículas de metal en forma de microvirutas, erosión, molido, raspado o cavitación de la pieza. Este desgaste se puede presentar en tres tipos [2]: • • •

Los recubrimientos protectores por soldadura, que deben resistir el desgaste por abrasión, deben cumplir con ciertas propiedades de acuerdo con el tipo de abrasión que se presente: en el caso de la abrasión de baja presión (a dos cuerpos), se pueden utilizar materiales frágiles de alta dureza donde la tenacidad no es de suma importancia; por ejemplo se pueden depositar fundiciones de hierro conteniendo entre 2.5 y 6% de carbón con 20 a 30% de cromo.

Abrasión de baja presión Abrasión de alta presión Abrasión por arranque o con impacto.

La utilización de recubrimientos duros es una alternativa para proteger o recuperar elementos sometidos a desgaste; no obstante, para garantizar un buen desempeño se deben manejar ciertos conocimientos respecto a las condiciones de trabajo a las cuales estarán sometidos, su composición química y micro estructura entre otros, esto con el fin de poder hacer una buena selección dentro del grupo de recubrimientos existentes.

En el caso de la abrasión de alta presión (a tres cuerpos), se pueden utilizar materiales con alto índice de dureza y un alto límite de fluencia que absorba las altas presiones de contacto. Cabe resaltar que el material debe ser resistente a la indentación y a la deformación; para este caso deberán emplearse materiales como: aleaciones que depositen carburos de tungsteno, carburos de tungsteno depositados sin fundir por oxidarse, carburos de tungsteno y fundido por arco eléctrico, toda la gama de hierros fundidos de alto porcentaje de Cr, Mo, W, Lí. y aceros martensíticos de alto porcentaje de carbono.

1.2 Relación entre las variables que Influyen en el servicio y la aplicación de la selección del recubrimiento duro

El recargue o recubrimiento protector consiste en el depósito de una o varias capas de soldadura que se caracterizan por poseer propiedades mecánicas superiores a los metales convencionales, donde se desea incrementar la resistencia a la abrasión, erosión, corrosión, temperatura o la combinación de estos en las superficies de piezas desgastadas o deterioradas evitándose de esta manera el costoso reemplazo de la pieza [3], [14].

Por último, la abrasión por impacto necesita materiales con dureza inferior a la de la superficie, debido a que materiales muy duros tienden a desgastarse mucho más rápido. Para esto se utilizan materiales como: aceros de 14% Mn y 16% Cr., aceros altos en Mn, Cr y Ni. Y aceros martensíticos de alto porcentaje de C [5]. 2. CONDICIONES QUE ASEGURAN LA CALIDAD EN LOS RECUBRIMIENTOS DUROS

Existe un amplio rango de recubrimiento de acuerdo con los problemas de operación que se quieren controlar, desde los resistentes a la abrasión severa presente en máquinas procesadoras de minerales, hasta los capaces de minimizar el desgaste metal-metal entre elementos de máquinas con pequeñas tolerancias. Para una buena aplicación de un recubrimiento duro se deben tener en cuenta algunas consideraciones básicas; como todo proceso de ~oldadura, tiene en cuenta el metal base, las características físicas de . la pieza, forma y composición de la aleación para el recubrimiento, y el proceso de soldadura tanto como la habilidad del soldador y el costo de operación.

2.1 Procesos de soldadura

Los procesos de soldadura que se emplean, en orden de frecuencia utilizados, los podemos clasificar en la forma siguiente [6]: 1. Manual: por oxiacetileno o por arco eléctrico. 2. Semiautomático: con arco abierto, arco sumergido, o arco metálico con protección gaseosa. 3. Automático: con arco abierto o sumergido. 4. Por rociado de polvo.

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Prospectiva Vo/S, No. 1.2007

2. 1.1 Selección de proceso de soldadura

2, 1,2 Selección de electrodos para arco eléctrico

La mayoría de los procesos de recubrimiento y relleno involucran fusión por soldadura, donde el metal de relleno y la superficie del metal base funden juntos y solidifican y luego resolidifican.

La soldadura por arco eléctrico con electrodos, suele ser el proceso más extensivamente usado, por lo tanto para alternativas de selección podemos utilizar una variedad de normas, pero nos remitiremos al uso de las normas más conocidas en nuestro medio, como son las normas AWS y a su clasificación A.5.21, titulada "Especificaciones de varillas y electrodos para recubrimientos"[8], que especifican los cuatro grupos más importantes de metales de relleno y recubrimiento:

Los procesos oxiacetilénicos producen calentamiento y enfriamientos lentos, lo cual requiere tener un buen control del trabajo a realizar. Los equipos son muy portables y menos costosos que los de arco eléctrico. Por otro lado, los procesos de arco eléctrico son más rápidos y más baratos si ha de realizarse una gran cantidad de trabajo y no requiere una habilidad especial para realizarlos, tal como los procesos de soldadura por gas. Los ciclos de calentamiento y enfriamiento son más rápidos por arco eléctrico, lo que significa que las tensiones térmicas sobre el metal base y el recubrimiento son muchos mayores, por lo tanto son más susceptibles a fisuramiento. En la selección de procesos de soldadura es necesario tener en cuenta los criterios mostrados en la figura

1. Varillas y electrodos para aceros rápidos: Aleaciones de elevada dureza para aceros de herramientas. 2. Electrodos para aceros austetínicos al manganeso: aleaciones resistentes a abrasión de endurecimiento por trabajado. 3. Varillas y electrodos austetínicos de alto cromo: aceros stainless steel de bajo carbono resistentes a .corrosión. 4. Varillas y electrodos de carburo de tungsteno: existen 13 grados de carburos de W, dependiendo de su granulometría.

1. [17]. 2,2 Secuencia de soldadura y control de distorsiones Figura 1. Factores que Inciden en la selección del proceso de soldadura

Cuando se lleva a cabo el calentamiento y enfriamiento de las regiones de la pieza que han sido soldadas por fusión, especialmente la soldadura con arco eléctrico, se producen expansiones y contracciones térmicas, que a su vez provocan tensiones residuales en la soldadura y distorsión del ensamble soldado. Durante el proceso de soldadura con AW (Arc Welding) las partes adyacentes a la zona del trabajo de soldadura se vuelven extremadamente calientes y se expanden, mientras que las partes removidas de la soldadura se enfrían, entonces el pozo de la soldadura se solidifica en la cavidad entre las dos partes unidas y mientras se enfría el pozo y metal circundante, ocurre un recogimiento de la pieza, es decir, ésta se contrae.

Condiciones ambientales y locativas

Finalmente, es probable que el resultado neto de estas tensiones residuales, en forma transversal y longitudinal, produzca una deformación en el ensamble soldado.

Para trabajos pequeños y uso en el campo, la elección suele ser entre procesos oxiacetilénicos o electrodos por arco eléctrico. Para usos en plantas de producción es preferible utilizar procesos automáticos o semiautomáticos como MIG y MAG (Metal gas inerte/Metal gas activo) o proceso por arco sumergido.

Se emplean varias técnicas para reducir la deformación en una soldadura [9], las cuales son: • Soportes o fijadores de soldadura: limitan físicamente el movimiento de las partes durante el proceso. • Inmersiones en caliente: con esto se reduce rápidamente el calor de las secciones de las partes soldadas para reducir la distorsión. • Soldado de tachuelas en diversos puntos ala largo de la unión, para crear una estructura rígida antes

En la mayoría de los trabajos se presentan más de uno de los tipos de desgaste, y por tal motivo la selección correcta de un electrodo de recubrimiento protector debe hacerse con criterio de la importancia e influencia de cada factor en el proceso de desgaste o deterioro de la pieza [7].

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de una soldadura engargolada continua. • Selección de condiciones para la soldadura (velocidad, cantidad de metal de aporte usado, etc.) para reducir la deformación. • Precalentamiento de las partes base, lo cual reduce el nivel de tensión térmica soldado, ya sea en un horno para soldaduras pequeñas 00 usando métodos que puedan realizarse en el campo para estructuras grandes. • Diseño apropiado de la soldadura misma.

presencia de esfuerzos multidireccionales localizados que en algún punto rebasan la resistencia máxima del metal. Cuando se abren grietas durante la soldadura o como resultado de ésta, generalmente solo es aparente una ligera deformación de la pieza de trabajo. Después que se ha enfriado una junta soldada, hay más probabilidades de que ocurra agrietamiento cuando el material es duro o frágil.

2.3 Defectos más comunes presentes en la aplicación de recubrimiento

Esta expresión se usa para describir la situación en que el metal depositado de recubrimiento y el metal base no se funden en forma integral en la raíz de la soldadura. Puede ser ocasionada porque la cara de la raíz de la soldadura de ranura no alcance la temperatura de fusión a toda su altura, o porque el metal de la soldadura no llegue a la raíz de una soldadura y deje el hueco ocasionado por el punteo del metal de la soldadura sobre la superficie.

•

Aparte de las tensiones residuales y la distorsión en la superficie final, pueden ocurrir otros defectos en la soldadura de recubrimiento [10]: •

Cuarteaduras Internas y superficiales

Las cuarteaduras son interrupciones tipo fractura en la soldadura misma o en el metal base antecedente a la soldadura. Este tipo es tal vez el defecto de soldadura más serio debido a que constituye una discontinuidad en el metal, que produce una importante reducción en la resistencia de la soldadura. Las grietas en la soldadura se originan porque la soldadura o el metal base o ambos son frágiles o tienen baja ductilidad combinadas con una alta limitación durante la contracción.

2,4 Tratamientos aplicables

Para tratar de remediar los defectos en el proceso de recubrimiento con soldadura la industria metalmecánica ha desarrollado nuevos tipos de aleaciones para varillas y electrodos que permiten darle mejores propiedades en los acabados y perduración de los procesos. 3. CONSIDERACIONES ECONOMICAS EN LA APLICACiÓN DE RECUBRIMIENTOS DUROS

Cavidades Internas entre capas

Estas incluyen diversos efectos de porosidad y contracción. La porosidad consiste en pequeños defectos en el metal de la soldadura, formados por gases atrapados durante la solidificación de las capas de recubrimiento. Los defectos pueden tener forma esférica (huecos en forma de burbuja) o alargada (huecos en forma de gusano). Los defectos de contracción son cavidades formadas por el encogimiento durante la solidificación. Estos dos tipos de defectos tipo cavidad son semejantes a los defectos que se encuentran en la fundición y ponen de manifiesto la similitud entre esta y la soldadura. •

Para poder evaluar en toda su magnitud los resultados que este trabajo representa económicamente, es necesario tener presente los siguientes aspectos [11]: • Ahorro por sustitución de materiales tradicionales de alto costo • Valor nominal de la parte. pieza o equipo en cuestión. • Ahorro de otros recursos materiales como son electrodos especiales, gases industriales, laminados y perfiles. • Ahorro de mano de obra • Ahorro de tiempo en la reparación • Valor horario del servicio de la pieza o equipo, en función del tiempo ahorrado en la reparación • Efecto social en función del servicio que la técnica brinda • El ahora relacionado con las facilidades de reparación, al no requerir de talleres especializados • Debe destacarse que un número importante de estas aplicaciones resulta la única posibilidad de recuperación de la pieza o elemento.

Fusión Incompleta

Un defecto conocido como carencia de fusión es simplemente una gota de soldadura en la cual no tuvo la fusión completa sobre la capa de la sección transversal de la que se recubre la soldadura. Una carencia de penetración significa que la fusión no. penetró lo suficiente en la superficie del recubrimiento en relación con las normas especificadas. •

Penetración Incompleta

Como puede apreciarse, existen bastantes factores a tenerse en cuenta para el análisis del efecto económico, pero que además son variados por la solución final que ofrece. Así por ejemplo, las recuperaciones

Agrietamiento

El agrietamiento de las juntas soldadas ocurre por la 72

=

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pueden significar evitar el reemplazo de piezas, partes o equipos que implica en cualquiera de los casos ahorros que van desde centenas de dólares hasta miles de dólares.

Si D es la duración de la pieza original y Ds la duración de la pieza recuperada por soldadura, la relación de duración será igual a:

Or- Os

-

A pesar de los grandes ahorros que se pueden obtener a partir de los recubrimientos duros, es muy importante evaluar los diversos mecanismos de desgaste que pueden estar actuando en la pieza, puesto que la decisión de aplicar el recubrimiento tiene un impacto económico más favorable con respecto al cambio de pieza en la medida en que actúen diversos mecanismos de desgaste a la vez [15].

O

(2)

Se pueden relacionar los costos correspondientes a la recuperación de la pieza desgastada por una nueva o una recuperada por soldadura, sobre la base de duración de servicio de'cada una de la siguiente manera:

Re = CPN* Or Cr

(3)

Siendo:

3.1 Análisis comparativo de costo de reparación versus costo pieza nueva

CPN: Costo de la pieza nueva. Cr: Costo del recargue.

Esta comparación se da como argumento para no encarar una operación de relleno o de reparación de un elemento desgatado sin antes decidir cuál es el proceso de soldadura más económico (dentro de los aplicables para la pieza de análisis). Ya que en función de la velocidad de deposición del material de aporte podemos determinar dónde se cruza las curvas del costo reparación versus costo del elemento nuevo y por lo tanto determinar cuál es el umbral en Kg/Hr a partir del cual es rentable esta operación.

Si Rc =1, es indiferente cambiar la pieza gastada por una nueva recuperada. Si Rc < 1 es más conveniente cambiar la pieza gastada por una nueva, siempre que se disponga de ella en plazo, puesto que el lucro constante de la instalación productiva, en caso de demoras en la consecución del reemplazo, puede hacerse necesario y aun conveniente, la recuperación de la pieza gastada.

Para cada proceso de soldadura se considera una determinada densidad de corriente: Proceso de soldadura manual: de 0.8 hasta 2 Kg/Hr. Proceso de soldadura semiautomática: de 1.5 hasta 8 Kg/Hr. Proceso de soldadura automático: de 4 hasta 25 Kg/ Hr.

Si Rc > 1, evidente mente será conveniente recuperar por soldadura la pieza desgastada. [5]

4. APLICACIONES DE LOS RECUBRIMIENTOS DUROS EN LA INDUSTRIA A continuación se presentan diferentes aplicaciones de los recubrimientos duros en la industria, donde se muestra la utilidad de los mismos.

Entonces el costo de soldadura será: S

Pa

Q

D

LI

D

)

es;;:;( - *1+- +pr*,.+-:-* Pg'ü.ü6 *' M

4,1 Recuperación de un molino vertical Atox 32.5 para molienda de caliza por medio de soldadura (Tomado de IV Congreso Internacional de Materiales. Pereira, septiembre 10 al 14 del 2007) [18]

(1)

Donde:

La empresa Cementos Argos realizó un estudio para aplicar recubrimientos duros a un molino vertical Atox32.5 para molienda de caliza con un juego de 6 placas borde de mesa en forma perimetral a la mesa; debido a la interrelación entre el desgaste, la fricción, la erosión y la falta de lubricación llevó al deterioro de las partes y las piezas del este, lo que implicó soluciones efectivas para prevenir y controlar estos fenómenos. Fueron muchos los factores que afectaron la pieza, generando daños y deformaciones en esta, lo cual causó gran disminución de las propiedades del material. El desgaste fue uno de los principales responsables de la mayor parte del deterioro y salida de servicio de la pieza, mientras que la corrosión fue la responsable por el deterioro de la estructura metálica.

Cs: Costo de soldadura en pesos. D: Deposición horaria en Kg/Hr. t: Ciclo de trabajo. U: Rendimiento del consumible. Pa: Precio del alambre (electrodo), $/Kg. Pf: Precio del fundente en $/Kg. Pg: Precio del gas de protección en $/m 2 • S: Costo de mano de obra en $/Hr. Q: Caudal de gas de protección en 1/Min. M: Peso del metal depositado en Kg. La evaluación de los costos de reposición de una pieza debe hacerse con base en la duración de servicio de la pieza original y a la pieza recuperada por soldadura. 73

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El desgaste marcó la ruta a seguir para poderlo combatir por medio de recubrimientos protectores aplicados por soldadura, aumentando el tiempo de servicio de las partes protegidas, además se ensayaron diferentes combinaciones de soldadura para tener varias alternativas de protección, llegando a la conclusión que la mejor alternativa era la aplicación de placas con revestimientos de soldadura con carburos de cromo y carburos complejos en las zonas más críticas, ya que experimentalmente se obtuvieron mejores resultados con este tipo de recubrimiento.

máquina de ensayos de abrasión, ilustrada en la figura 2, [21], que se recomienda según norma ASTM G65-91 para realizar simulaciones de desgaste abrasivo de baja tensión, siguiendo las directrices de esta norma entre los cuales están: la muestra de tamaños es de 10 x 25 x 55 mm; un disco de 12,7 x 228 mm, con anillo de goma con dureza de 60 Shore A, en la arena normal Brasilera 100 (0,15 mm); una rotación del disco de 200 rpm;un tiempo de prueba de 10 Min (prueba de tipo A); una fuerza de 130 N; se tomaron los pesos de las muestras en balanzas electrónicas con una resolución de 10 - 5.

Los resultados con los recubrimientos duros por soldadura fueron satisfactorios, ya que estos se comportaran muy bien y aumentaron las horas de servicio de las placas de mesa, convirtiéndose en una excelente alternativa para combatir el desgaste y aumentar la eficiencia del molino. Cuando se utilizaron recubrimientos duros con carburos complejos, se aumentó la vida en servicio de las placas de mesa, esto debido a que se aumentó la dureza.

Figura 2. Máquina de ensayos de abrasión

• 4,2. Evaluación de la resistencia al desgaste con recubrimientos duros aplicados con alambre tubular en aleación de hierro- cromo-carbono. (Tomado de 8º Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica. Cusca, octubre 23 al 25 de 2007). [21]

Rueda Probeta

Este estudio realizado en Goiania-GO y UberlandiaMG, Brasil, por el Centro Federal de Educa9ao Tecnológica de Goiás y la Universidad de Federal de Uberlandia, toma en cuenta que los recubrimientos duros son aplicados por soldadura en la superficie de las piezas con el fin de aumentar su resistencia al desgaste por abrasión y su trabajo tuvo por objetivo evaluar el rendimiento de los tres tipos de alambre tubular autoprotegidos, debido a su alta productividad y la calidad de las soldaduras, acerca de la dilución, la dureza y resistencia al desgaste de los recubrimientos. Su aplicación fue en el sector de sucroalcooleiro donde este tipo de desgaste es responsable de las paradas previstas para la sustitución de cuchillos, martillos, picadoras, desfibradora, entre otros.

F~

Los resultados del estudio (ver tabla 1), demostraron que la menor dilución se obtuvo por hilo FeCrC + Nb, seguido por FeCrC y FeCrC + Ti; la mayor parte de la dureza se obtuvo por hilo FeCrC, seguido por FeCrC + + FeCrC Ti y Nb. E. El menor desgaste se obtuvo por hilo FeCrC, seguido por FeCrC + + FeCrC Ti y Nb. El alambre que tenía menor dilución (FeCrC + Nb) fue responsable de la menor dureza y de sufrir un mayor desgaste que el resto de las piezas, presentándose una considerable diferencia en el desgaste de los tres alambres; sobre todo, el alambre FeCrC + Ti mostró que las regiones con mayor porcentaje de FeCrC + Nb presentaban ranuras u orificios más profundos.

Se utilizó una fuente de alambre de soldadura multiproceso, Digitec 600, eficaz para la soldadura con los procedimientos MIG / MAG, TIG Y electrodo revestido. La misma fue ajustada para soldadura en el modo de tensión constante. Las soldaduras se realizaron con tres alambres tubulares autoprotegidos de 1,6 mm de .diámetro y aleación FeCrC, uno sin la adición de elementos de más allá de las aleaciones de cromo, uno con la adición de niobio y otro con .Ia adición de titanio y molibdeno. Se aplicó una sola capa de soldadura, con cordones de 100 mm de longitud en placas de acero SAE 1020 de 12,7 x 50,8 x 150 mm.

Tabla 1. Resultados promedio de dilución, dureza y desgaste de los alambres consumibles

Consumibles Dilución (%) Desviación Estándar Dureza Media (HRc) Desviación Estándar Desgaste (rng) Desviación estándar

Las pruebas de desgaste se realizaron a través de la

74

FeCrC 21,20 3,16 60,8 1,1 53,2 6,1

FeCrC+Nb

FeCrC+Ti

19,48 4,92

27,42 3,00 58,3 1,7 129,52 14,2

55,9 1,0 164,84 50,3

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arena seca y rueda de caucho mediante el procedimiento A de la norma ASTM G65. Las superficies desgastadas fueron analizadas con ayuda de microscopía óptica y electrónica. Los resultados mostraron que la mayor resistencia al desgaste abrasivo se obtuvo con recubrimientos cuya microestructura está compuesta por carburos primarios de tipo (Fe, Cr) 7C3 y matriz eutéctica, mientras que en muestras donde se observó austenita pro-eutéctica la pérdida de masa fue mayor. El recubrimientos tipo Fe-W-C, en cuya microestructura se observaron carburos de tipo WC, presentó también elevada resistencia al desgaste debido a la dureza y capacidad de deformación de la estructura. Aplicación de poliuretano por aspersión para recubrimiento en paredes, techos, estructuras industriales y comerciales. Impermeabilizante, aislante térmico y acústico. Acabado final con recubrimiento de protección. Impermeabilizantes y aislantes térmicos Falcon S.A. de C.V.

4,3 Influencia de la rugosidad en la mlcrodureza y en la resistencia al desgaste de recubrimientos aplicados mediante proyección térmica. (Tomado del IV Congreso Internacional de Materiales, Pereira, septiembre 10 al 14 del 2007) [19]. Este estudio se basó en una investigación realizada en La Universidad de Antioquia, por Andrés G. González H. (Ingeniero Metalúrgico, estudiante de Maestría en Ingeniería, énfasis Materiales, Universidad de Antioquia), Fabio Vargas Galvis (Ingeniero Metalúrgico, M.Sc., profesor asistente Universidad de Antioquia) y María Esperanza Gómez (Ingeniera de Minas y Metalurgia, PhD. Universidad de Oviedo, profesor ssistente Universidad de Antioquia); muestra la influencia que tiene los diferentes perfiles de rugosidad superficial sobre las propiedades mecánicas y tribológicas de recubrimientos de níquel, níquel - carburo de tungsteno, níquel - carburo de silicio y carburo de silicio, tomando en cuenta que estos perfiles son un parámetro fundamental en la evaluación del desempeño tribológico de los recubrimientos estudiados, además es un parámetro fácil de medir y se puede hacer de forma no destructiva.

De los procesos anteriores, los autores pudieron concluir que los recubrimientos duros aplicados por procesos de soldadura ofrecen una buena alternativa para recuperar partes sometidas a desgaste abrasivo como en el caso de la industria minera. La dureza no es un parámetro concluyente al momento de evaluar la resistencia al desgaste abrasivo de los materiales estudiados en este trabajo, puesto que pequeñas variaciones en dureza llevaron a cambios muy grandes en pérdidas de masa por abrasión usando ensayo normalizado de arena seca y rueda de caucho. Al usar una sola capa de recubrimiento por proceso Smaw, se obtiene mucha dilución del material base dentro del recubrimiento y por ende dicho recubrimiento presenta características muy heterogéneas, estimulándose la formación de austenita pro-eutéctica y reduciéndose la resistencia al desgaste abrasivo. [20].

En los recubrimientos depositados por rociado térmico, la rugosidad superficial puede reflejar el grado de fusión y la fuerza con que llegan las partículas al sustrato durante la formación de la capa. Una alta unión de las partículas puede permitir baja porosidad del recubrimiento, lo que se puede traducir en un aumento de sus propiedades mecánicas. .4,4. Evaluación de la resistencia al desgaste abrasivo en recubrimientos duros para aplicaciones en la Industria minera. (Tomado de Scientia et Technica Año X, No 25, Agosto 2004. UTP. ISSN 0122-1701)

:.

Este estudio realizado por Juan Carlos Gutiérrez (Ing. Mecánico, Universidad de Ibagué Coruniversitaria), Lisys Margarita Leónsevilla (Ing. Mecánico, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín), Dairo Hernán Meza Grajales (M.Sc. docente transitorio T.C, Escuela de Tecnología Mecánica Universidad Tecnológica de Pereira) y Alejandro Toro (doctor, Phd. Director Grupo de Tribología y Superficies, Escuela de Ingenirías de Materiales, Universidad Nacional de Colombia, Medellín); muestra la resistencia al desgaste abrasivo de dos recubrimientos duros de alto Cr y alto W, usados como protección en la industria minera. Los recubrimientos fueron aplicados en una sola capa sobre un substrato de acero estructural AISI A36, mediante soldadura eléctrica SMAW. El recubrimiento RFeCrA1, aplicado con soldadura oxiacetilénica, fue usado como material de comparación debido a su elevada resistencia a la abrasión.

5. CONCLUSIONES .:.

.:.

La resistencia al desgaste se evaluó en máquina de 75

Para poder asegurar la calidad en la aplicación de los recubrimientos duros por soldadura, se deben tener en cuenta las diferentes variables que están involucradas en el proceso, tales como el proceso de soldadura a utilizar, las habilidades del soldador, el tipo de electrodo ausarse y los diversos procedimientos que aseguran un control en las distorsiones. En la aplicación de recubrimientos se pueden encontrar diversos defectos, algunos directamente relacionados con la calidad del recubrimiento, otros relacionados con la apariencia del recubrimiento, procesos de soldadura, secuencia de soldadura y control de distorsiones, procedimientos y técnica de aplicación del recubrimiento, poscalentamiento y temperatura entre pasadas.

Recubrimientos duros: alternativa de recuperación en piezas afectadas por el desgaste", pags. 69-77

.:.

Para la aplicación de recubrimientos duros sobre las superficies desgastadas de la pieza, se evalúa detalladamente el proceso a emplear en estas, teniendo en cuenta que son muchos los factores que afectan la superficie buscando así la mejor alternativa de recubrimiento para protegerla, causando daños y deformaciones, lo cual influye en la disminución de las propiedades del material; además, se ensayaron diferentes combinaciones de soldadura para tener varias alternativas de protección.

al arco eléctrico. Documento obtenido de Internet del sitio: http://www2.netexplora.com/infosoldaduras/problemas_en_la_soldadura_al_arco.htm. [11] Caracterización de las propiedades tribológicas de los recubrimientos duros. Documento obtenido en Internet del sitio: http://www.tesisenxarxa.netltesis_ub/available/tdx0517107-11 0032//04.mgb_conclusions.pdf [12] Desgaste en recubrimientos duros en el transporte neumático de hierro de reducción directa. Documento obtenido en Internet del sitio: http://w3.dsi.uanl.mxlpublicaciones/ciencia-uanl/ voI7/2/pdfs/art_neumatico.pdf.

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[2] Abrasión con impacto de partículas con tamaño apreciable sobre la superficie. Documento obtenido de Internet del sitio: http://cactus.fi.uba.ar/-jfaig/download/15-desgaste.pdf

[14] Evaluación de la resistencia al desgaste abrasivo en recubrimientos duros para aplicaciones en la industria minera. Documento obtenido en Internet del sitio: http://www.utp. ed u.co/php/revistas/scientiaettechnical docsttp/115940149-154.pdf.

[3] Recubrimientos duros obtenidos por procesos c.v.d., t.r.d.d., p.v.d. documento obtenido en internet del sitio: http://www.madrimasd.org/cimtan/biblioteca/ materiales/downloads_getfile.aspx?id=3033. [4] Selección de recubrimientos duros aplicados a piezas industriales. Documento obtenido en Internet del sitio: http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=s15618 1999000200008&script=sci_arttext

[15] Síntesis de recubrimientos duros de nitruro de boro y carbono mediante técnicas de cvd asistidas por un plasma de rf. Documento obtenido en Internet del sitio: http://www.icmm.csic.es/fis/espalproyecto_recubrimientos_duros_nbc.html.

[5] Recubrimientos resistentes al desgaste. Seminario de soldadura. Chile, 1994. Faltan más datos: Institución, fecha, etc.

[16] Propiedades tribomecánicas de sistemas sustrato-recubrimientos duros. Documento obtenido en Internet del sitio. http://www.invenia.es/oai:www.recercat.net:2072/3321.

[6] Revista del Instituto De Investigación, Instituto de Investigación de la Facultad de Geología, Minas, Metalurgia y Ciencias Geográficas. issn versión electrónica 1682 - 3087, vol. 2, nº 4, 1999

[17] NIEBLES Enrique, MAURY, Heriberto, TORRES, Jaime. Diseño para la fabricación y ensamble de productos soldados: Un enfoque metodológico y tecnológico. Uninorte, 2008.

[7] Recubrimientos duros. Documento obtenido en Internet del sitio: http://www.westrode.com/infotecnicalrecubrimientos%20duros%20wr.pdf

[18] Recuperación de un molino vertical Atox 32.5 para molienda de caliza por medio de soldadura, IV Congreso Internacional de Materiales, Pereira, septiembre 10 al 14 del 2007.

[8] Norma AWS A5.21. Electrodos y varillas para soldadura de recubrimiento compuesto http://72.14.205.1 04/search?q=cache:lozzzntkwigj: fain.uncoma.edu.ar/materias/metalurgica_de_la_solc;1aduralproceso_smaw.pdf+norma+aws+a5.21 &hl=es &ct=clnk&cd=1 &gl=co

[19] Influencia de la rugosidad en la microdureza y en la resistencia al desgaste de recubrimientos aplicados mediante proyección térmica, Pereira, septiembre 10 al14 del 2007.

[9] GROOVER Mikell . Fundamentos de manufactura. Prentice Hall Hispanoamericana SA ,1997. Capítulos 28, 29,30.

[20] Evaluación de la resistencia al desgaste abrasivo en recubrimientos duros para aplicaciones en la industria minera, Scientia et Technica Año X, No 25, Agosto

[10] Problemas y defectos comunes en la soldadura 76

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Praspecfiva Vol 5, No. 1.2007

2004. Utp. Issn 0122-1701 . .Documento obtenido de Internet del sitio: http://www.utp.edu.co/php/revistas/ ScientiaEtTechn ica/docsFTP/115940149-154.pdf.

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[21] Avaliagáo de Resistencia ao Desgaste De Revestimentos Duros Aplicados Com Arames Tubulares De

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