Estudio comparativo de medios de enfriamiento para el temple de aceros aleados
RESUMEN
En el presente trabajo se
plantea la problemática en el uso de los medios de
enfriamiento en los talleres de tratamiento térmico y
fundamentalmente cuando se usa el aceite; pues
ocasiones se producen en la piezas tratadas grandes defectos que
pueden conllevar la rotura de las mismas, además del grado
de contaminación que este medio produce en los
talleres y en segundo lugar por su pérdida en cuanto a su
viscosidad se
refiere.
En el trabajo
además se hace un estudio del comportamiento
de aceite en todo el proceso de
enfriamiento de la pieza y su comparación con diferentes
variantes de concentración de solución acuosa a
base de monosulfito básico (licor) que es un derivado de
la fábrica de papel. Se muestran además las
propiedades obtenidas y el comportamiento de su estructura.
En el trabajo se recogen variantes posibles de
utilización de otros medios que permiten obtener buenas
propiedades en los aceros y que a su vez influyen en menor
cuantía en la salud de los trabajadores,
mejorando el confort en los talleres de tratamiento
térmico sin afectar la calidad de la
pieza tratada.
Palabras claves: Medio de enfriamiento, temple, aceros
aleados, tratamiento térmico
INTRODUCCION
En la práctica del proceso de temple en los aceros para
la fabricación de piezas de elementos de máquinas,
agregados en
la fabricación de herramientas
de corte para garantizar sus propiedades mecánicas
requeridas y para largarle su vida útil de trabajo un rol
fundamental los juegan los medios de enfriamiento para obtener la
estructura correcta de martensita con un mínimo grado de
deformación y sin la presencia de grietas. La correcta
realización de la operación de temple garantiza en
gran medida la posibilidad de obtener una óptima
estructura y propiedades mecánicas tales que garanticen
largo período de trabajo sin perder sus cualidades. Estas
propiedades no siempre la pueden garantizar el aceite, medio por
excelencia para el temple de los aceros aleados.
Es por ello que en este trabajo se muestra la
posibilidad de utilizar soluciones
acuosas en la base de polímeros con vista a sustituir el
aceite industrial como medio tradicional de enfriamiento en el
proceso de temple; que como es sabido el aceite es un medio de
alto costo en el
mercado y que
durante su utilización se hace necesario en los talleres
de tratamiento térmico, gastos
adicionales en ventilación y lavado de las piezas y
además de suciedad que su uso genera.
Es por ello que una gran cantidad de
países han trazado la energía de buscar
alternativas para solucionar este problema que afecta tantas
industrias y que
aun se mantiene vigente.
DESARROLLO
Durante los últimos diez años una gran cantidad
de países como Japón,
EE.UU, Francia,
Alemania,
Suiza, Australia entre los destacados en utilización de
soluciones acuosas en base de polímeros para sustituir el
aceite industrial como medio tradicional de enfriamiento en el
proceso de temple de los aceros aleados.
Uno de estos medios lo juegan las soluciones en base de
polímeros que son residuos de las fábricas de papel
de celulosa. Una
gran cantidad de polímeros han sido empleados en la
práctica para el proceso de temple de los aceros aleados
de construcción y herramental con buenos
resultados.
Estas investigaciones
se han realizado en probetas y piezas reales de acero 30CrMnSiA,
65Mn, 60Si2A, 7Cr3, 9CrSi, CrWMn. El análisis de las estructuras
obtenidas se realizó después del temple en agua, aceite y
licor de composición óptima la cual se
determinó utilizando el método de
la termozonda la cual se muestra en la siguiente figura.
Fig. 1 Esquema de la termozonda de aleación Cobre – Plata
para la obtención de las curvas de enfriamiento.
En el proceso investigativo se realizó un estudio de
cómo influye la concentración del monosulfito
básico en la velocidad de
enfriamiento, seleccionándose varias concentraciones (
fig. 2 ) y luego estas se compararon con la obtenida en el aceite
para de esta forma seleccionar la que mas se aproxima a ella como
se muestra en la fig.3.
Fig. 2 Curvas de enfriamiento del monosulfito básico
con diferentes concentraciones a 320C.
1. al 2%; 2. al 3%; 3. al 4%; 5. al 5%; 6. al 6%; 7. al
8%
Fig. 3. Curva de enfriamiento del aceite industrial a
600C.
De los resultados obtenidos se constató que la curva 6
de la fig. 2 es la que mas se acerca a la curva obtenida en el
enfriamiento del aceite (fig.3). Extrapolando ambas figuras se
obtiene una nueva figura (fig.4) con su comportamiento en las
tres etapas del proceso de enfriamiento, observándose que
en la primera etapa la velocidad del aceite es mas lenta que la
del licor, en la segunda etapa se observa un equilibrio
entre ambas curvas y en la tercera etapa la velocidad del licor
es algo mas rápida y la transformación de la
martensita ocurre a mas bajas temperaturas la que se muestra a
continuación:
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