Influencia del tamaño de partícula de carburo de tungsteno sobre el
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Influencia del tamaño de partícula de carburo de tungsteno sobre el desgaste abrasivo de la cobertura mediante soldadura CARBITECMC Ing. Lozano Anampa Leigton Paul I. INTRODUCCIÓN 1. REALIDAD PROBLEMÁTICA • PBI se incrementaría en 6,9% en el 2013. • En minería se usan equipos sometidos a desgaste. • La abrasión es el tipo de desgaste que mas preocupa. • La soldadura de recubrimiento se usa para disminuir el desgaste • CARBITECMC es uno de los procesos de soldadura de recubrimiento. I. INTRODUCCIÓN 2. ANTECEDENTES • León, Gutiérrez y Toro: Estudio comparativo de recubrimientos anti desgaste al alto Cr y alto W. N° Recubrimiento Microestructura 1 Citodur v 1000 Martensita + M3C7 0,2924 2 Ultimium 112 Martensita + MC +M6C 0,1779 1) 2) Desgaste (g) I. INTRODUCCIÓN • Cotrina y Miñano: Comparación de desgaste en cubrimientos aplicados a puntas de cargador frontal 994D. • Sakihama y Fosca: Recubrimientos para minería. Recubrimiento Microestructura Dureza (HRC) Desgaste (g) Peor Martensita 59,7 2,8283 Mejor Martensita + MC +M6C 67,7 0,1095 II. PROBLEMA ¿Cómo influye el tamaño de partícula de carburo de tungsteno en el desgaste abrasivo de la cobertura mediante soldadura CARBITECMC? III. OBJETIVOS • Soldar probetas de acero estructural con proceso CARBITECMC, a diferente tamaño de carburo. • Someter las probetas soldadas a desgaste abrasivo según norma ASTM G 65. • Evaluar el desgaste abrasivo experimentado por cada una de las probetas ensayadas. IV. HIPÓTESIS A medida que aumenta el tamaño de partícula de carburo de tungsteno, aumenta el desgaste de la cobertura mediante soldadura CARBITECMC. V. MARCO TEÓRICO 1. Desgaste: Deterioro superficial de un cuerpo solido debido a la perdida de material desde ella. 2. Desgaste abrasivo: Perdida de material debido a partículas o protuberancias duras que son pulsadas y se mueven a lo largo de la superficie afectada. • Tipos de contacto. • Medio ambientes de contacto. V. MARCO TEÓRICO a) Mineral en flujo libre (c) Arado penetrando suelo arenoso b) Maquinado (d) Chancadora de quijada Fig. Tipos de contacto y medioambientes de contacto V. MARCO TEÓRICO 3. Variables que afectan al desgaste abrasivo • Dureza de abrasivo y superficie abrasionada. • Velocidad de contacto. • Tenacidad de abrasivo. • Morfología de abrasivo. • Microestructura de material abrasionado. • Humedad relativa. • Temperatura. • Efectos corrosivos. V. MARCO TEÓRICO Efecto de la dureza Ecuación de Archard: 𝐿𝑑 𝑊 = 𝑘3 𝐻 Donde: W= volumen de material removido. L = carga de identación. D = distancia deslizada. H = dureza superficial del material. K3 = factor de proporcionalidad. Resistencia relativa al desgaste V. MARCO TEÓRICO Soviética AISI Dureza Fig. Resistencia al desgaste versus dureza para metales puros y aleaciones. Khrushchov Desgaste abrasivo V. MARCO TEÓRICO Dureza de material/dureza de abrasivo Fig. Efecto de la dureza del abrasivo, relativo a la dureza del material, sobre el desgaste abrasivo V. MARCO TEÓRICO Microconstituyente Mineral Dureza Diamante VC TiC SiC Corindón WC Topacio [(M,Cr)7C3] Fe3C Sílice Martensita Austenita Apatita Perlita Ferrita Fluorita V. MARCO TEÓRICO Microestructura de material abrasionado Materiales con precipitados en su microestructura resisten mas a la abrasión. Pero la empeoran: • Precipitados muy grandes en relación al abrasivo. • Precipitados muy pequeños. 4. Tamaño de partícula Es la longitud de abertura de malla por la que pasarían sin problemas todas las partículas de un agregado. Se puede expresar con el índice de finura AFS. V. MARCO TEÓRICO 5. Proceso CARBITECMC Variante de proceso GMAW. Se añade carburo solido al baño metálico. Fig. Estructura del depósito CARBITECMC. VI. ASPECTO METODOLÓGICO 1. Material de estudio Fig. Coberturas metálicas obtenidas por soldadura CARBITECMC sobre un acero estructural ASTM 36, con alambre de 1,6 mm Postalloy 98 WC y carburo de tungsteno. VI. ASPECTO METODOLÓGICO 2. Equipos e instrumentos VI. ASPECTO METODOLÓGICO 3. Procedimiento 1) 3) 2) 4) VI. ASPECTO METODOLÓGICO VII. RESULTADOS Y DISCUSION Desgaste abrasivo de coberturas metálicas soldadas a diferente tamaño de partícula de carburo de tungsteno. VII. RESULTADOS Y DISCUSION Análisis de varianza VII. RESULTADOS Y DISCUSION Desgaste abrasivo promedio Desgaste abrasivo, mm3 VII. RESULTADOS Y DISCUSION 80 70 60 50 40 30 20 10 0 F M G Tamaño de partícula de carburo de tungsteno Fig. Desgaste abrasivo promedio de coberturas en función al tamaño de partícula de carburo de tungsteno. VII. RESULTADOS Y DISCUSION F M G VII. RESULTADOS Y DISCUSION 70 Desgaste abrasivo, mm3 60 50 40 30 20 10 0 F F M G Tamaño de partícula de carburo de tungsteno M G VII. RESULTADOS Y DISCUSION Microconstituyente Mineral Dureza 𝐿𝑑 𝑊 = 𝑘3 𝐻 Diamante VC TiC Corindón WC Topacio [(M,Cr)7C3] Fe3C Sílice Martensita Desgaste abrasivo SiC Austenita Apatita Perlita Dureza de material /dureza de abrasivo Ferrita Fluorita VIII. CONCLUSIONES El tamaño de partícula de carburo de tungsteno no tiene un efecto significativo en el desgaste abrasivo. El desgaste varia con la proporción de matriz expuesta al desgaste. Mayor desgaste en matriz por tener menor dureza. Para probetas con distribución homogénea de carburo el desgaste fue: • Fino: 22,4842 mm3. • Mediano: 49,5437 mm3. • Grueso: 61,7871 mm3. IX. RECOMENDACIONES • Soldar sobre platinas largas. • Realizar dos pasadas de soldeo. • Alimentadores de carburo que provean distribución homogénea de grano en el deposito. • Usar arena limpia. • Pesado inmediato de probetas.
