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Laminación
Optimización de Materiales
de Herramentales para el
Proceso de Rolado
en Caliente
Autores Resumen Introducción
Raúl David Fernández Corona 1 ,
Melissa Reyna Reyes 1 ,
Raúl Alejandro Ruiz Zorrilla 1 ,
Demófilo Maldonado 1 ,
Miguel Quiñones, 1
Laura Peña Parás 1* E El desgaste del herramental es
crítico para controlar de manera efi-
ciente el proceso, así como evitar ma-
quinados extras en el producto final.
Se escogieron materiales y se diseña-
ron los tratamientos térmicos de es-
tos para realizarles pruebas de fatiga
térmica y desgaste. Se seleccionó el
material que obtuvo mejor combina-
ción de propiedades adecuadas para
la aplicación.
El proceso analizado dentro del
presente proyecto es un procedimien-
to de Ring Rolling. Este proceso es el
encargado del procedimiento de ma-
nufactura de los anillos por medio de
dos rodillos cónicos axiales, los cuales
ejercen presión a una pieza llamada
billet que llega después del proceso
de punzonado; esta pieza comienza a
girar y dependiendo de la carga que
se le aplique el diámetro del anillo irá
aumentando. Analizando la baja vida
útil del herramental, se observó que
se da debido al desgaste prematuro y
aparición de grietas por fatiga térmi-
ca, las cuales se propagan formando
una red amplia, lo que en algunos ca-
sos llega a ocasionar fisuras y/o des-
postillamientos.
El rodillo cónico axial es uno de los
herramentales de mayor importancia
en donde recae la mayor parte del
costo y gasto de la división. Esto se da
por la alta rotación de herramentales,
los cuales se tienen que estar constan-
temente rectificando. Así como por
los paros en la línea para realizar el
cambio de los herramentales. El ro-
dillo cónico axial a estudiar está he-
cho de material AISI 4340. Podemos
apreciar su composición química en
la Tabla I.
1
Universidad de Monterrey,
Departamento de Ingeniería, Morones
Prieto 4500 Pte., Col. Jesús M. Garza,
San Pedro Garza García, México,
66238
autor para correspondencia
[email protected]
l objetivo de este proyecto fue el
de incrementar la vida útil de los
rodillos cónicos para el proceso ring-
rolling mediante la selección de mate-
riales para el herramental y soldadura
para su reparación, con alta resisten-
cia al desgaste y fatiga térmica. Se
analizaron los aceros 4340 y H13, los
cuales fueron tratados térmicamente
para posteriormente aplicar las solda-
duras Thermaclad 423 y Stellite 6.
*
Palabras Clave: Desgaste,
Tribología, Fatiga Térmica
La resistencia al desgaste fue in-
vestigada por medio de la prueba
tribológica de tipo block-on-ring, de
acuerdo al estándar G-77. Los resulta-
dos de la prueba tribológica mostra-
ron que el acero H13 tuvo un 1480%
mayor resistencia al desgaste com-
parado con el acero 4340. De igual
manera, la soldadura propuesta para
reparación fue 61% más resistente al
desgaste. La prueba de fatiga térmica
fue realizada a 500 ciclos teniendo
cambios de temperaturas de 730-750
°C máximo a 180-215°C min. después
del enfriamiento. Cada prueba tuvo
una duración de 30 segundos. En el
análisis de grietas se encontraron 41
grietas en el acero H13, la mayoría
menores a 100 µm y todas menores
a 250 µm; mientras que el acero 4340
mostró 92 grietas, de las cuales 22 fue-
ron mayores a los 250 µm.