Hierro y Acero Edicion 63 - Page 32

procesos y usos del acero Aplicación de nanofluidos en procesos de maquinados de engranes David S. Cantú Fernández, Adrián F. Segura Rodríguez, Karla D. Vázquez Valdez, Felipe Araiz Valdez, Laura Peña-Parás*, Demófilo Maldonado Cortés Universidad de Monterrey, Departamento de Ingeniería, Morones Prieto 4500 Pte., Col. Jesús M. Garza, San Pedro Garza García, México, 66238 Resumen Durante los últimos años, la nanotecnología ha representado un gran avance para la ingeniería, siendo usada de distintas formas en procesos industriales. El objetivo de este trabajo fue estudiar y aplicar nanopartículas en lubricantes a fin de incrementar su vida útil. Se incorporaron diferentes concentraciones de nanopartículas en el fluido de corte A, las cuales fueron: 0.01 wt.% y 0.025 wt% de nanopartículas estas de tipo cerámico. Utilizando el método ASTM D5183se realizaron pruebas tribológicas en la máquina T-02, la cual es usada específicamente en el estudio de lubricantes, y se comparó el efecto de cada nanopartícula con el coeficiente de fricción y desgaste generado. Finalmente se realizó una prueba de campo aplicando los nanofluidos en un proceso de maquinado de engranes para validar los resultados obtenidos en el laboratorio. Palabras clave: Nanofluidos, Lubricantes, Tribología, Desgaste, Nanopartículas *autor para correspondencia laura.pena@udem.edu Introducción El desgaste en las herramientas de trabajo es uno de los más concurrentes y complicados problemas de atacar en la industria, en donde algunas soluciones son el uso de recubrimientos, tratamientos térmicos y lubricantes. Este proyecto busca disminuir dicho problema en la industria metalmecánica por medio del mejoramiento de los lubricantes mediante el uso de nanotecnología. La investigación se enfoca en procesos en los cuales el herramental está puesto en condiciones de fricción y desgaste, lo cual hace que éste sufra de reparaciones no contempladas y en ocasiones tenga que ser sustituido por herramental nuevo, lo que se traduce en paros de producción que generan pérdidas económicas. Los nanofluidos son fluidos comunes que contienen nanopartículas, las cuales incrementan o modifican algunas propiedades del fluido base dependiendo del tipo de partícula que se agregue, ya sea metálica o cerámica. Algunas investigaciones que se han realizado acerca de este tema se relacionan directamente con el efecto que tienen las nanopartículas cerámicas en el decremento en el coeficiente de fricción y desgaste [ HYPERLINK \l "4" 1 , HYPERLINK \l "Her08" 2 , HYPERLINK \l "Her09" 3 , HYPERLINK \l "Mos" 4 , Método Experimental Selección de Materiales Para la preparación de nanofluidos se utilizó el fluido de corte A, el cual se utiliza en procesos de maquinado de engranes y piñones. Se seleccionaron las nanopartículas de CuO y TiO2 de Sigma-Aldrich debido a que estas nanopartículas tienen forma esférica, siendo un factor de importancia ya que estos se comportan como rodamientos entre las superficies, lo que puede generar una disminución considerable en la fricción. Procedimiento Experimental Los nanofluidos se prepararon añadiendo concentraciones de 0.01 wt.% y 0.025 wt% de nanopartículas al fluido base, para posteriormente dispersarlas mediante un sonificador de baño Cole por 3 hrs. Las pruebas tribológicas de tipo cuatro-bolas se 32 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO HYPERLINK \l "Gon12" 5 ]. A lo largo de este proyecto se trabajó con fluidos de corte enriquecidos por nanopartículas cerámicas con el propósito de incrementar la lubricidad de éstos partiendo de un análisis tribológico para finalmente concluir con la elaboración de una prueba de campo cuyo propósito es respaldar los resultados obtenidos en el laboratorio. Los lubricantes con adhesiones de nanopartículas reducen la fricción y por consecuencia el desgaste; esto debido a que afectan de manera positiva al lubricante debido al tamaño, forma y concentración de estas. realizaron en la máquina T-02U (Figura 1) debido a que esta máquina es la que nos ayuda a medir el coeficiente de fricción y desgaste de los lubricantes. Figura 1. Máquina de cuatro bolas T-02U [HYPERLINK \l “ITE10” 6].