DESGASTE ABRASIVO

DESGASTE ABRASIVO Como desgaste abrasivo se entiende la modificación de las capas superficiales de los cuerpos sólidos producto de la acción de asperezas o partículas libres de alta dureza al deslizarse sobre otra superficie de menor resistencia mecánica.

Las causas del desgaste abrasivo son: •

La penetración de las asperezas de alta dureza en las capas superficiales de la otra superficie en contacto.

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LA penetración de partículas libres de alta dureza, producto del medio o del mismo proceso de desgaste; en las capas superficiales de los elementos de máquina.

Bajo la acción de partículas y dependiendo de la forma y dimensiones de las mismas; así como de la relación de dureza, resistencia y fluencia; condiciones del medio, de la carga aplicada se pueden presentar diferentes mecanismos del desgaste abrasivo:

Mecanismo de microcorte: •

Si la penetración de la partícula abrasiva sobrepasa cierto valor

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si la partícula presenta cantos vivos

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si la dureza del abrasivo es superior a la del material

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si se sobrepasa el límite de rotura del material.

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Se produce el microcorte de las superficies generándose partículas de desgaste en forma de limallas o virutas.

Mecanismo de deformación plástica: •

Si las partículas son pulidas (sin cantos vivos)

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tensiones por debajo del límite de rotura del material

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bajo grados de penetración

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se produce la deformación plástica de las capas superficiales

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trayendo como consecuencia la ralladura, arrugado de la superficie con poca generación de partículas de desgaste.

Tipos de desgaste abrasivo. •

Desgaste contacto-abrasivo: Producido por las asperezas o micro-irregularidades superficiales al penetrar y deslizarse sobre el otro cuerpo; conocidos también como desgaste por partículas fijas.

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Desgaste contaminante-abrasivo: Producido por la acción de partículas libres, proveniente de diferentes medios; las cuales deforman plásticamente y/o cortan las capas superficiales.

Ensayo para el desgaste abrasivo EL MAS TÍPICO ES el llamado “roll paper”, y se trata de un cilindro con papel de lija en la superficie (1), con el que conociendo las condiciones y parámetros del ensayo como velocidad (rpm), tipo de abrasivo, peso de la carga, etc, podremos conocer el comportamiento posterior del material controlando la masa perdida en la probeta (pieza negra) durante el ensayo.

Control del desgaste abrasivo. Los factores que hacen disminuir son: •

Aumento de la dureza de las capas superficiales de los elementos de máquinas.

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Incremento del contenido de carbono y de carburos duros hasta un por ciento determinado en dependencia del material.

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Control de la relación de dureza metal-abrasivo (Hm/Ha).

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Disminución del tamaño de las partículas abrasivas.

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Evitar la entrada de partículas abrasivas provenientes del medio.

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Facilitar la salida de las partículas abrasivas producto del desgaste.

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Selección adecuada del ángulo de ataque de las partículas en dependencia de los materiales utilizados.

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Disminución de las cargas y velocidades.

OPERACIÓN DEL INYECTOR 

ETAPA 1

 El pistón del inyector (2) está en su posición normal o de “descanso”. La cámara de descarga (3) se llena con lubricante proveniente del ciclo anterior. Bajo la presión del lubricante de entrada (6), la válvula de deslizamiento (5) está a punto de abrir el paso (4) que lleva a la cámara de medición (1) sobre el pistón del inyector (2).

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ETAPA 2

 Cuando la válvula de deslizamiento (5) destapa el paso (4), el lubricante (6) entra a la cámara de medición (1) sobre el pistón del inyector (2) que fuerza al lubricante desde la cámara de descarga (3) a través de la lumbrera de salida (7) hacia el rodamiento.

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ETAPA 3 A medida que el pistón del inyector (2) completa su carrera, este presiona la válvula de deslizamiento (5) después del paso (4), cortando la entrada del lubricante (6) hacia el paso (4) y a la cámara de medición (1). El pistón del inyector (2) y la válvula de deslizamiento (5) permanecen en esta posición hasta que la presión del lubricante en la línea de suministro (6) es liberada.

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ETAPA 4

 Después de ventilar, el resorte del inyector se expande, haciendo que la válvula de deslizamiento (5) se mueva, de tal forma que el paso (4) y la cámara de descarga (3) se conecten a través de una lumbrera de la válvula (8). Una mayor expansión del resorte hace que el pistón se mueva hacia arriba, forzando al lubricante en la cámara de medición (1) a través del paso (4) y la lumbrera de la válvula (8) para rellenar la cámara de descarga (3). Ahora el inyector está listo para el próximo ciclo.

Desgaste adhesivo: Este tipo de desgaste se da entre materiales iguales o parecidos, ya que al tener mayor afinidad, se transfieren moléculas entre ellos, que se pegan, y al continuar el movimiento relativo entre las dos superficies, se arrancan y desprenden. Cuando una punta, o aspereza, de una superficie entra en contacto con una punta o aspereza de la otra superficie, puede existir micro soldadura instantánea debido al calor de la fricción

Las puntas puede ser fracturada por el nuevo contacto o re-soldada al lado opuesto, y el ciclo se repite. En cualquier caso, el desgaste adhesivo frecuentemente inicia a una pequeña escala, pero rápidamente escala a medida que las dos superficies alternativamente se sueldan y rasgan el metal de cada una de las superficies. También. Existen buenas y malas combinaciones de metales, y también buenos y malos lubricantes en una aplicación dada. La situación ideal es que el lubricante logre la completa separación entre las partes de las dos superficies metálicas, desafortunadamente, esto no siempre ocurre, existirán problemas con el desgaste adhesivo. La prevención del desgaste adhesivo usualmente puede ser lograda mediante el uso de uno o todos de los siguientes métodos: •

Debido a que el desgaste adhesivo es causado por temperaturas elevadas localizadas, el lubricante debe mantenerse relativamente frío. Esta es la razón por el uso de enfriadores en las transmisiones de carros de carrera. Obviamente, entre mas baja la temperatura del aceite, más baja será la temperatura de la interface.

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Utilice metales en contacto que sean insolubles uno en el otro. Debido a que el desgaste adhesivo es un proceso de micro-soldadura (soldar uno con el otro), no puede haber desgaste adhesivo. Este es exactamente el principio que es utilizado en los cojinetes de deslizamiento.

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Utilice superficies pulidas, porque si no existen proyecciones que penetren la película de fluido, existe una reducida probabilidad de desgaste adhesivo. Si dos superficies pulidas están separadas por una delgada película de lubricante, ellas se deslizarán esencialmente una contra la otra sin entrar en contacto. Sin embargo, si una de las superficies tiene proyecciones que rompen la película de lubricante, es más probable que ocurra el desgaste adhesivo. En algunos casos, sin embargo, algo de rugosidad u ondulación puede ser deseable ya que las depresiones pueden actuar como reservorios que retienen lubricante.

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Contaminar las superficies para mantenerlas químicamente “sucias”. Películas químicas son frecuentemente utilizadas para prevenir el contacto de metales similares que conduce al desgaste adhesivo. Aceites especiales y otros lubricantes han sido desarrollados durante varios años para formar una película superficial monomolecular sobre superficies de acero. Existen lubricantes de extrema presión (EP) que son utilizados en aplicaciones donde existen elevadas velocidades de deslizamiento, tales como en los juegos de engranes, en ejes de automóviles. Estos lubricantes forman compuestos extremadamente delgados sobre las superficies que previenen el contacto metal-metal

CORROSIÓN Se entiende por corrosión la interacción de un metal con el medio que lo rodea, produciendo LA consiguiente Desintegración del material en SUS ÁTOMOS constitutivos, POR ENDE SE DETERIORAN sus propiedades tanto físicas como químicas. Las características fundamental de este fenómeno, es que sólo ocurre en presencia de un electrólito, ocasionando regiones plenamente identificadas, llamadas estas anódicas y catódicas. Una reacción de oxidación es una reacción anódica, en la cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras regiones catódicas. En la región anódica se producirá la disolución del metal (corrosión) y, consecuentemente en la región catódica la inmunidad del metal.

¿PORQUE UN MATERIAL SE OXIDA? TODOS LOS MATERIALES TIENEN LA TENDENCIA A BUSCAR SU FORMA MAS ESTABLE O DE MENOR ENERGÍA INTERNA.

¿DE QUE DEPENDE LA VELOCIDAD DE LA CORROSIÓN?   

TEMPERATURA SALINIDAD DEL FLUIDO PROPIEDAD DEL METAL EN CUESTIÓN

¿QUE OTROS MATERIALES SE CORROEN?  

POLÍMEROS CERÁMICOS

FUNCIONAMIENTO DE UNA PILA Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los EXTREMOS (CÁTODO) se producen entrega de electrones ASÍ SE PRODUCE LA OXIDACIÓN, y en el otro (ÁNODO) se produce un defecto de electrones. LOS ELECTRONES DE CARGA NEGATIVA CORREN DEL POLO NEGATIVO AL POLO POSITIVO

LA OXIDACIÓN La oxidación, es la reacción química a partir de la cual un átomo, ión o molécula cede electrones; entonces se dice que aumenta su estado de oxidación. El nombre de la reacción química, "oxidación", se deriva del hecho que en la mayoría de los casos, la transferencia de electrones se lleva a cabo adquiriendo átomos de oxígeno, pero es importante recalcar que también se da la oxidación sin involucrar el intercambio de oxígeno.

Siempre que ocurre una oxidación hay liberación de energía. Esta energía puede ser liberada de manera lenta, como es el caso de la oxidación o corrosión de los metales, o bien, puede ser liberada de forma muy rápida y explosiva como es el caso de la combustión. Redox es una abreviación de "reducción/oxidación", y se refiera a todas aquellas reacciones químicas en donde átomos cambian su estado de oxidación.

CORROSIÓN Los enlaces metálicos tienden a convertirse en enlaces iónicos, los favorece que el material puede en cierto momento transferir y recibir electrones, creando zonas catódicas y zonas anódicas en su estructura. La velocidad a que un material se corroe es lenta y continua todo dependiendo del ambiente donde se encuentre, a medida que pasa el tiempo se va creando una capa fina de material en la superficie, que van formándose inicialmente como manchas hasta que llegan a aparecer imperfecciones en la superficie del metal.

CORROSIÓN QUÍMICA EN LA CORROSIÓN QUÍMICA LA DISOLUCIÓN ES DIRECTA, PARA ESTE CASO EL MATERIAL SE DISUELVE EN UN MEDIO CORROSIVO LÍQUIDO. ESTE PROCESO NO VARIARA HASTA QUE EL MATERIAL SE CONSUMA TOTALMENTE O HASTA QUE SE SATURE EL LÍQUIDO.

LA CORROSIÓN QUÍMICA DE DIVERSOS MATERIALES PUEDE LOGRARSE EN CONDICIONES BIEN CONTROLADAS. UN PROCESO CONTROLADO Y MUY UTILIZADO EN LA INDUSTRIA ES MECÁNICO. ESTE PROCESO CREA SUPERFICIES PLANAS.

EL PULIDO QUÍMICO

ATAQUE POR METALES LÍQUIDOS LOS METALES LÍQUIDOS primero atacan A un sólido en puntos con alta energía, TALES COMO EN LOS LÍMITES DE GRANO, finalmente aparecerán grietas, esta forma de corrosión se complica por la presencia de fundentes. ESTOS FUNDENTES ACELERAN EL ATAQUE, ADEMÁS PUEDE CREARSE ELECTROQUÍMICA.

CORROSIÓN

LIXIVIACIÓN SELECTIVA O CORROSIÓN SELECTIVA La lixiviación es un proceso por el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de los componentes originales del sólido. EN UN LATÓN que contenga más de 15% de zn se puede presentar el dezincificado. A altas temperaturas, tanto el cobre como el zinc se disuelven mediante soluciones acuosas; los iones de zinc se quedan en la solución, en tanto que los iones de cobre se vuelven a depositar en el latón. Finalmente el latón se vuelve poroso y débil. La mejor manera de prevenirla es cambiar la aleación por otra más resistente: •

latón rojo bajo en zinc: