Influencia del tamaño de partícula de
carburo de tungsteno sobre el
desgaste abrasivo de la cobertura
mediante soldadura CARBITECMC
Ing. Lozano Anampa Leigton Paul
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.
I. INTRODUCCIÓN
N° Recubrimiento Microestructura Desgaste (g)
1 Citodur v 1000 Martensita + M3C7 0,2924
2 Ultimium 112 Martensita + MC +M6C 0,1779
1) 2)
• Cotrina y Miñano: Comparación de desgaste en cubrimientos aplicados a puntas de cargador frontal 994D.
• Sakihama y Fosca: Recubrimientos para minería.
I. INTRODUCCIÓN
Recubrimiento Microestructura Dureza (HRC) Desgaste (g)
Peor Martensita 59,7 2,8283
Mejor Martensita + MC +M6C 67,7 0,1095
¿Cómo influye el tamaño de partícula de carburo de tungsteno en el desgaste abrasivo de la cobertura mediante soldadura CARBITECMC?
II. PROBLEMA
• 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.
III. OBJETIVOS
A medida que aumenta el tamaño de partícula de carburo de tungsteno, aumenta el desgaste de la cobertura mediante soldadura CARBITECMC.
IV. HIPÓTESIS
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
V. MARCO TEÓRICO
a) Mineral
en flujo libre b) Maquinado
(c) Arado
penetrando suelo
arenoso
(d)
Chancadora de
quijada
Fig. Tipos de contacto y medioambientes de contacto
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:
𝑊 = 𝑘3𝐿𝑑
𝐻
Donde:
W= volumen de material removido.
L = carga de identación.
D = distancia deslizada.
H = dureza superficial del material.
K3 = factor de proporcionalidad.
V. MARCO TEÓRICO
V. MARCO TEÓRICO
Resis
ten
cia
rela
tiva a
l d
esg
aste
Dureza
Soviética AISI
Fig. Resistencia al desgaste versus dureza para metales puros y aleaciones. Khrushchov
V. MARCO TEÓRICO
Des
gast
e a
bra
sivo
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
Mineral
Martensita
Austenita
Perlita
Ferrita
Diamante
Corindón
Topacio
Apatita
Fluorita
Dureza Microconstituyente
[(M,Cr)7C3]
Fe3C
VC
TiC
SiC
WC
Sílice
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.
V. MARCO TEÓRICO
Fig. Estructura del depósito CARBITECMC.
1. Material de estudio
VI. ASPECTO METODOLÓGICO
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.
2. Equipos e instrumentos
VI. ASPECTO METODOLÓGICO
3. Procedimiento
VI. ASPECTO METODOLÓGICO
1)
2)
3)
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
VII. RESULTADOS Y DISCUSION
0
10
20
30
40
50
60
70
80
F M G
De
sgas
te a
bra
sivo
, mm
3
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
0
10
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30
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F M G
De
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3
Tamaño de partícula de carburo de tungsteno
G M F
VII. RESULTADOS Y DISCUSION
Mineral
Martensita
Austenita
Perlita
Ferrita
Diamante
Corindón
Topacio
Apatita
Fluorita
Dureza Microconstituyente
[(M,Cr)7C3]
Fe3C
VC
TiC
SiC
WC
Sílice
𝑊 = 𝑘3𝐿𝑑
𝐻
Des
gast
e a
bra
sivo
Dureza de material /dureza de abrasivo
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.
VIII. CONCLUSIONES
• 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.
IX. RECOMENDACIONES
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