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MEMORIAS DEL XXIII CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 20 al 22 DE SEPTIEMBRE DE 2017 CUERNAVACA, MORELOS, MÉXICO
Tema A2a Materiales: Recubrimientos y Manufactura
“Evaluación de un electrodo para electroerosión proyectado térmicamente con una aleación Cu-Al”
M.C. Raúl Gilberto Valdez Navarroa*, Dr. Arturo Barba Pingarrón
b, Dr. Miguel Ángel Hernández
Gallegosb
, Dra. Alba Covelo Villarb
, M.I. Romero Hernández Jorgea, Ing. Luna Monroy Victor
Manuela
aDepartamento de Ingeniería de Diseño y Manufactura, Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior, Ciudad
Universitaria, Distrito Federal, C.P. 04510, México. bCentro de Ingeniería de Superficies y Acabados, Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior, Ciudad
Universitaria, Distrito Federal, C.P. 04510, México.
MEMORIAS DEL XXIII CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM
20 al 22 DE SEPTIEMBRE DE 2017 CUERNAVACA, MORELOS, MÉXICO
El promedio de esfuerzo en el que se desprendió el
adhesivo para las 6 pruebas es de 7.583 [MPa]. Sin
embargo ninguno de los recubrimientos desprendió del
sustrato, por lo que la adherencia entre éstos se puede
considerar mayor a 10.5[MPa]. La Tabla 3. Muestra los
resultados obtenidos en la medición con el equipo Pull-
Off.
Tabla 3 – Resultados de pruebas de adherencia.
Número de probeta Adherencia (MPa)
01 8.5
02 7.5
03 6
04 10.5
05 7
06 6
Se puede observar que hay una relación directamente
proporcional entre la rugosidad de las probetas y la
adherencia que tienen con el recubrimiento.
3.3. Resultados pruebas de conductividad.
En las pruebas elaboradas para conocer las resistencias de
la probeta proyectada térmicamente así como de la
aleación C623 antes de ser proyectada en su forma de
barra delgada se obtuvieron los resultados mostrados en la
Tabla 4:
Tabla 4 – Resultados conductividad.
Material Resistencia
(Ω)
Resistividad
(Ω·m)
Conductividad
1/(Ω·m)
Barra delgada aleación C623
0.259 1.1594x10⁻⁶ 86.251x10⁴
Sección recubrimiento proyectado
0.993 28x10⁻³ 0.357 x10²
Sección acero de bajo carbono- aleación C623
3.347 66.11x10⁻³ 0.151x10²
Se puede observar que la aleación empleada para el
recubrimiento sufre una disminución importante en su
capacidad para conducir la electricidad después de haber
sido sometida al proceso de proyección térmica. Lo
anterior puede deberse a la inclusión de óxidos y
porosidades en el recubrimiento.
3.4. Resultados pruebas de electroerosión.
Los datos recabados de las pruebas de electroerosión
fueron pérdida de masa después del proceso y tiempo
requerido para el proceso.
Los resultados para la primera serie en valores promedio
para el electrodo recubierto y el electrodo maquinado en
cobre electrolítico se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5 – Resultados Tiempo descarga=5s, Tiempo pausa=48%.
Datos recabados Cobre
electrolítico
Electrodo
recubierto
Tiempo requerido 12.66[min] 4.69[min]
Perdida de masa LM 0.0492[g] 0.0976[g]
Rugosidad final Ra 3.207 [µm] 3.270 [µm]
Los resultados para la segunda serie en valores promedio
para el electrodo recubierto y el electrodo maquinado en
cobre electrolítico se muestran en la Tabla 6.
Tabla 6 – Resultados Tiempo descarga=10s, Tiempo pausa=65%..
Datos recabados Cobre
electrolítico
Electrodo
recubierto
Tiempo requerido 40.51[min] 44.42[min]
Pérdida de masa LM 0.1788[g] 0.5051[g]
Rugosidad final Ra 5.342[µm] 4.496[µm]
Los resultados para la tercera serie en valores promedio
para el electrodo recubierto y el electrodo maquinado en
cobre electrolítico se muestran en la Tabla 7.
Tabla 7 – Resultados Tiempo descarga=20s, Tiempo pausa=76%.
Datos recabados Cobre
electrolítico
Electrodo
recubierto
Tiempo requerido 8.80[min] 5.01[min]
Pérdida de masa LM 0.1193[g] 0.021[g]
Rugosidad final Ra 4.151[µm] 4.210[µm]
Se puede observar que cuando se emplea un tiempo de
descarga de 5s, el electrodo recubierto tarda solo un 37% del tiempo que le toma al electrodo de cobre electrolítico realizar la penetración con resultados muy
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similares en el acabado superficial del maquinado; REFERENCIAS
aunque el desgaste del electrodo es casi del doble. Para
la segunda prueba, cuando se emplea un tiempo de
descarga de s, el electrodo recubierto tarda solo un 9.6% más del tiempo que le toma al electrodo de cobre
realizar la penetración con resultados más favorables en el acabado superficial de la pieza maquinada sacrificando la
pérdida de masa del electrodo hasta un valor de 285% más
que el electrodo de cobre electrolítico. Finalmente para tercera prueba, cuando se emplea un tiempo de descarga
de 20s, el electrodo recubierto tarda solo un 57% del
tiempo que le toma al electrodo de cobre electrolítico realizar la penetración con resultados muy similares en el
acabado superficial del maquinado y con solo un 17% del
desgaste que sufre el electrodo de cobre electrolítico.
4. Conclusión
En relación a la adherencia del recubrimiento con el
sustrato, se obtuvo que el esfuerzo máximo al que se
desprendió el adhesivo del recubrimiento fue de 10.5
[MPa], sin presentar desprendimiento en la intercara entre
éstos, considerándose entonces que los parámetros de
rugosidad de sustrato, precalentamiento y de la
proyección fueron apropiados para el desempeño del
sistema planteado.
A pesar de que la resistividad calculada en la aleación
C623 antes de ser proyectada térmicamente es mucho
menor que en el material después de ser proyectado, se
pudo encontrar algunas combinaciones de parámetros que
permitieron mejorar su desempeño respecto al cobre
electrolítico.
Respecto a la evaluación de los electrodos recubiertos
mediante proyección térmica, se puede concluir que es
viable la utilización para el proceso de electroerosión,
mostrando acabados superficiales en la pieza trabajada
similares e incluso mejores en las pruebas realizadas, y
mejorando el tiempo de electroerosión reduciéndolo
aproximadamente un 43% y mejorando un 568% la
pérdida de masa respecto al electrodo de cobre
electrolítico para los siguientes valores, Ton=20μs,
dt=76% y ts=2, lo cual hace que sea muy atractivo su
utilización en procesos de maquinado por electroerosión
incluso teniendo en cuenta la disminución del costo en
términos de materiales para fabricación de electrodos.
Se considera pertinente continuar con la investigación
para evaluar la posibilidad de encontrar mayor cantidad de
combinación de parámetros que permitan establecer un
rango de operación del equipo de electroerosión por
penetración con el electrodo propuesto con la finalidad de
brindar la posibilidad de hacer más flexible el proceso de
manufactura.
[1] Romero López, J.A. (2013). Recubrimiento dual por proyección térmica por flama de polvos y alambre simultaneamente.(tesis de licenciatura). Universidad Nacional Autónoma de México, D.F. México.
[2] Tiznado Urbina A., Castillo Valdés J.
(2015).Caracterización del desgaste y resistencia a la corrosión de un recubrimiento de acero inoxidable proyectado térmicamente (tesis de licenciatura). Universidad Nacional Autónoma de México, D.F. México.
[3] Parra Gómez, M.P. (2016). Obtención y evaluación
electroquímica de recubrimientos por niquelado químico sobre aceros proyectados térmicamente con cobre y una aleación cobre-aluminio.(tesis de licenciatura). Universidad Nacional Autónoma de México, D.F. México.
[4] J.R Davis & Associates. Handbook of thermal spray