Hierro y Acero Edicion 70 | Page 20

20 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.