INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CHIHUAHUA

- METROLOGÍA AVANZADA-

“IV UNIDAD: ACABADO SUPERFICIAL”

DIVISIÓN ELECTROMECÁNICA

FECHA: 4-MAYO -2009

Índice

Tema Página

Introducción	3
Objetivo	3
Norma ISO	3
Caracteristicas que definen el acabado superficial	6
Analisis de una superficie	7
Medida del acabado superficial	10
Rugosidad obtenida por diferentes procesos y aplicaciones	11
Bruñido	12
Asentado	18
Superacabado	19
Tamboreo	20
Pulido o Lapeado	20
Aspersión con munición y arena	20
Fresado	21
Limado	23
Desbastado Abrasivo	24
Esmerilado y Rectificado	25
Maquinado ultrasónico	26
Escariado	27
Pulimentado	28
Revolcado y Acabado Vibratorio	29
Harperizacion	29
Pinturas, esmaltes, barnices, lacas y gomas	29
Anodizado	30
Electropulido	31
Galvanizado	33
Pasivación	35
Pavonado	35
Cromado	36
Niquelado	37
Plateado	37
Plastisol	39
CONCLUSIÓN	40
Bibliografía	40

Introducción

El tema del acabado superficial incluye irregularidades microgeométricas conocidas como ondulación y rugosidad. Las dos se generan durante el proceso de fabricación;

La ondulación resulta de la flexión de la pieza durante el maquinado, la falta de homogeneidad del material, liberación de esfuerzos residuales, deformaciones por  tratamientos térmicos, vibraciones, entre otros.

La rugosidad (que es la huella digital de una pieza) son irregularidades provocadas por la herramienta de corte o elemento utilizado en su proceso de producción, corte, arranque y fatiga superficial.

No basta con saber que existen irregularidades en una superficie sino que tales irregularidades se le debe poner un número y con esta finalidad se han definido diferentes parámetros que caracterizan una superficie, por lo que se podrá ver en el presente la norma que rige este problema.

En la industria los requisitos de acabado superficial y exactitud dimensional de las partes de las piezas son diversas, así que se presentara en este trabajo cuales son los procesos, recubrimientos, la norma, simbología, aplicaciones para un mejor entendimiento, ya que pueden ser muy diversos Se analizaran los rangos de rugosidad, velocidades, materiales mas óptimos para su elaboración, Así como la comparación entre algunos para poder visualizar un poco mejor cuales serian las ventajas en utilizar unos en comparación con otros.

Objetivo:

Conocer los diferentes procesos y recubrimientos que se pueden efectuar en una superficie según las necesidades que se tengan, ver la norma de acabados para su mayor entendimiento y ver la amplia gama de aplicaciones que se tiene.

Norma ISO

Símbolos.

Mediante las tolerancias dimensionales y geométricas, se garantizan la intercambiabilidad de piezas dentro de un conjunto, pero no se garantiza el estado de las superficies de la pieza, factor que influye en el funcionamiento del mecanismo.

Al igual que es imposible fabricar con exactitud una forma, tampoco es posible obtener con exactitud un acabado superficial perfecto, y por consiguiente éste se encontrará dentro de unos límites más o menos amplios. Las imperfecciones se clasifican en:

Rugosidades, causadas por las huellas de las herramientas que han fabricado las piezas

Ondulaciones, originadas por los desajustes en las máquinas que mecanizan las superficies de las piezas.

Se parte de un símbolo básico representado por dos trazos desiguales inclinados 60º respecto de la superficie donde apoyan, como se indica en la siguiente figura:

 

 

 

 

Si el mecanizado debe realizarse mediante arranque de viruta, se añade una línea a la imagen anterior, quedando como la figura de la izquierda.

 

 

Si no se permite el arranque de viruta, debe añadirse al símbolo básico un círculo.

 

 

Cuando se trate de indicar características especiales del estado superficial, el trazo largo se completa con otro horizontal, tal y como se observa en la figura.

 

Rugosidad.

El valor que define la rugosidad se colocará sobre los símbolos, como se refleja en la siguiente figura:

 ( Norma iso 1302 78 / tema10_01)

La superficie obtenida en la figura puede obtenerse por medio de cualquier proceso de fabricación	La superficie debe obtenerse por medio de procedimientos con arranque de viruta	La superficie debe realizarse sin arranque de viruta

Los valores de rugosidad pueden indicarse bien mediante los números de las clases de rugosidad correspondientes, que aparecen en la siguiente tabla, bien mediante el valor numérico de la rugosidad expresado en micras.

Rugosidad Ra (µm)	Clase de rugosidad
50	N 12
25	N 11
12,5	N 10
6,3	N 9
3,2	N 8
1,6	N 7
0,8	N 6
0,4	N 5
0,2	N 4
0,1	N 3
0,05	N 2
0,025	N 1

(Norma iso 1302 78 / tema10_02)

Estados de superficie

Cuando se exija un determinado proceso de fabricación para la obtención de la superficie, debe indicarse sobre un trazo horizontal situado a continuación del trazo más largo del símbolo básico, como se muestra en la siguiente figura.

Cuando sea necesario indicar el estado de la superficie antes o después del tratamiento se hará como se muestra en la siguiente figura.

Si es necesario indicar la dirección de las huellas producidas por las herramientas, se consignarán a continuación de los símbolos de mecanizado con los símbolos indicados en la siguiente tabla:

Símbolo	Interpretación	Dibujo
┴	Huellas perpendiculares al plano de proyección de la vista sobre la cual se aplica el símbolo.
X	Huellas que se cruzan en dos direcciones oblicuas respecto al plano de proyección de la vista sobre la que se aplica el símbolo.
M	Huellas sin orientación definida. Multidireccionales.
C	Huellas de forma aproximadamente circular respecto al centro de la superficie o a donde se aplica el símbolo.
R	Huellas de dirección aproximadamente radial respecto al centro de la superficie a la que se aplica el símbolo.

(Norma iso 1302 78 / tema10_03)

Indicaciones en los dibujos

Los símbolos se colocan directamente sobre las superficies a las que se refieren o en su prolongación.

Los símbolos y las indicaciones deben orientarse de tal forma que se puedan leer desde la base  o desde la derecha del dibujo, como en la siguiente imagen. Si no pudiera colocarse de esta forma y el símbolo no llevara ninguna indicación, salvo la rugosidad, puede representarse en cualquier posición, excepto la indicación de la rugosidad que debe tener la orientación correcta.

Si el estado superficial fuera igual a todas las superficies debe indicarse:

Con una nota cerca del dibujo y del cajetín.

A continuación de la marca de la pieza.

Si se exige el mismo estado superficial para la mayoría de las superficies de la pieza, el símbolo debe de ir seguido de:

La frase "salvo indicación particular".

El símbolo básico (entre paréntesis) sin ninguna otra indicación.

Uno o varios símbolos (entre paréntesis) del estado o estados de superficie particulares.

Las superficies que no deban ser mecanizadas según el símbolo de mecanizado general, llevarán sus propios símbolos de mecanizado.

 

(Norma iso 1302 78 / tema10_04)

NOTA: La información anterior fue recabada de la norma ISO 1302 78, por lo que la información a continuación puede ser similar pero solo es para hacer mas específicos algunos datos y algunos faltantes en la primera parte.

Caracteristicas que definen al estado de superficie

Todas las superficies de las piezas fabricadas, presentan irregularidades que son función del material y del proceso del maquinado.

Independientemente de la manera en que las caracteristicas de una superficie son obtenidas, su representación se hace generalmente amplificando el trazo de esta superficie sobre un plano de intersección normal a la misma.

Los perfiles así obtenidos consisten en todos los casos, en una serie de crestas y valles que se separan de manera mas o menos irregulares sobre la intersección del plano de corte y la superficie geométrica teórica definida en el dibujo.

La tabla siguiente muestra los diferentes tamaños de las irregularidades a considerar. En la

Analisis de una Superficie

Si se corta normalmente una superficie por un plano, se obtiene una curva llamada perfil de la superficie. Es a partir de este perfil que se analizan los diferentes defectos.

Se clasifican los defectos geométricos en cuatro órdenes:

Defecto De Primer Orden: son los defectos de forma. Por ejemplo: desviaciones de rectitud, de circularidad, etc.

Defecto De Segundo Orden: Se caracterizan por una línea ondulada. Se obtiene trazando la línea envolvente superior que pasa por la mayoría de las crestas

Defecto De Tercer Orden: caracterizan la rugosidad de la superficie. Los defectos de tercer orden son defectos no periódicos constituidos por arrancamientos, fracturas, etc.

Elementos Del Signo Del Estado De Superficie

Los diseñadores especifican la textura de la superficie en los dibujos de ingeniería por medio de símbolos como en la figura siguiente. El símbolo que designa los parámetros de la textura superficial es una marca de verificación, con cifras como las indicadas para el promedio de rugosidad, ondulación, longitud de corte, orientación y espaciamiento de la rugosidad. Los símbolos para la orientación provienen de la figura 4.

El signo anterior sirve para indicar:

Valor numérico de la rugosidad permitida

Valor numérico de algún otro criterio de perfil de estado de superficie (W, Aw, AR, Rmax).

Proceso de fabricación empleado para generar la superficie.

Abreviatura que indique la función de la superficie (según la tabla #2).

Tabla # 2

Codificación De Las Diferentes Funciones De La Superficie

La utilización del signo esta ilustrado esquemáticamente por las figuras siguientes:

Los signos pueden ser colocados:

- Sobre una generatriz de la superficie (figura 1).

- Sobre las líneas de referencia (figura 2).

La lectura del símbolo encerrado en línea mixta de la figura 1 es la siguiente:

La rugosidad R debe estar comprendida entre 0.63 y 0.25 m.

La amplitud de la ondulación W, debe ser inferior o igual a la de 0.10 m.

Maquinada por lapeado.

Superficie de rozamiento por deslizamiento.

Texturas De Las Superficies:

La textura de la superficie que consiste en desviaciones repetitivas y aleatorias con respecto a la superficie nominal de un objeto, se define por cuatro elementos: rugosidad, ondulación, orientación y fallas. Estas se ilustran en la figura 3, la rugosidad se refiere a desviaciones pequeñas con respecto a la superficie nominal finamente espaciadas que vienen determinadas por las caracteristicas del material y los procesos que formaron la superficie. La ondulación se define como una desviación mucho más espaciada que ocurre debido a la deflexión del material de trabajo, vibración, tratamiento térmico y factores similares. La rugosidad se sobrepone a la ondulación. La orientación es la dirección predominante o patrón de la textura superficial y esta determinada por los metodos de manufactura usados para crear la superficie, generalmente debida a la acción de las herramientas de corte. La figura 4 presenta la mayoría de las posibles orientaciones que puede tomar una superficie y comprenden grietas, rayas, inclusiones y defectos similares en la superficie. Aunque algunas de las grietas se relacionan con la textura de la superficie, afectan también su integridad.

La medida mas usada de textura superficial es la rugosidad superficial.

La rugosidad de la superficie sufre las mismas clases de deficiencias que cualquier medida única utilizada para valorar un atributo físico complejo. Un ejemplo de estas fallas se detecta en los patrones de orientación, de modo que la rugosidad de la superficie puede variar significativamente, dependiendo de la dirección en que se mida.

Figura # 4: orientación posible de una superficie.

Figura #3: forma de la textura superficial.

Rugosidad Superficial Y Acabado De La Superficie

Estos son dos términos que se incluyen en el campo de la textura superficial. La rugosidad superficial es una característica mensurable, basada en las desviaciones de la rugosidad tal como se definió previamente. El acabado superficial es un término mas subjetivo, frecuentemente usado como sinónimo de rugosidad de la superficie.

Las Superficies Y Los Procesos De Manufactura

Los procesos de manufactura determinan el acabado de la superficie y la integridad superficial. Algunos procesos son intrínsecamente capaces de producir mejores superficies que otros. En general, el costo del procesamiento se incrementa con las mejoras en el acabado de la superficie. Esto se debe a las operaciones adicionales y al mayor tiempo requerido usualmente para obtener cada vez mejores superficies. Los procesos más notables para suministrar acabado superiores son el rectificado, abrillantado, pulido, y superacabado.

La tabla 3 indica las rugosidades usuales que pueden esperarse de varios procesos de manufactura.; también se indica el impacto sobre la integridad de la superficie.

(Groover/2000)

Medición del acabado superficial

La ondulación y la espereza se miden por separado. La ondulación puede medirse por medio de indicadores de carátula sensible. Un método para descubrirse la ondulación burda consiste en recubrir una superficie con una película de alto brillo, como un aceite mineral, por ejemplo, y luego reflejarlo en una plantilla regular como un tejido de alambre. La ondulación se revela por irregularidades o faltas en continuación en las líneas reflejadas.

Se han desarrollado muchos metodos óptica para valorar la aspereza superficial. Algunos se basan en la interferometria. Un método de contraste hace que resalten los niveles diferentes entre si iluminando la superficie con dos rayos luminosos desfasados. En otro método se proyecta sobre la superficie una cinta de luz delgada a un ángulo de 45grados. Esta cinta luminosa aparece al examinarla a través de un microscopio como una línea ondulada que realza las irregularidades superficiales. Para tener un método de replicación se oprime una película con un depósito de plata delgado para proceder a su examen microscópico o para seccionar y para amplificarla. Estos son metodos de laboratorio y son económicos, solamente para aplicarse en procesos de manufactura cuando no existen otros metodos que puedan emplearse como cuando una superficie es inaccesible a una sonda.

Los instrumentos que siguen un perfil se usan en un taller que mide la aspereza superficial. Existen en el comercio modelos resistentes que soportan el uso pesado, que exigen solamente una destreza moderada para su uso y expresan su aspereza por medio de un numero o en un registro, uno de los cuales es adecuado para la mayoría de los casos. Dos marcas son el profilometro y el surfanalizador. Generalmente se mueve una aguja con un diamante en la punta, situado en la cabeza, a velocidades constantes, sobre una superficie.

Rugosidad obtenida por diferentes procesos y sus aplicaciones

A continuación se describen las diferentes superficies normalizadas en cuanto a grado de rugosidad se refiere, así como también su modo de obtención y aplicación.

La superficie:

Esta superficie es muy rugosa, con maquinado burdo, resultados de cortes muy profundos, con avances muy rápidos en fresado, torneado, cepillado y barrenado, así como por corte con disco abrasivo o con soplete automático, por aserrado, moldeado mecánico en arena y forjado manual.

Las superficies de este tipo pueden ser utilizadas en partes que no son críticas desde el punto de vista de vibraciones, fatiga o concentraciones de esfuerzo.

En trabajo pesado, pueden ser utilizadas donde las tolerancias que se requieren no son pequeñas o para ensambles atornillados o remachados donde no sea necesaria un área de contacto uniforme.

La superficie:

Esta superficie definitivamente muestra las marcas de la herramienta que resultan de un avance rápido produciendo un terminado de maquinado medio. Esta superficie puede ser producida por cepillado, taladrado, esmerilado burdo, por limado de desbaste, por disco abrasivo medio, por lijado burdo con maquina, estampado en caliente y operaciones semejantes. Los rayados causados por las virutas no serán causa de rechazo, siempre y cuando no sean excesivos en tamaño y numero.

Esta superficie generalmente es la mas usada, normalmente se especifica en todas las aplicaciones de aviación donde los esfuerzos, apariencia, condiciones de operación y diseño requeridos lo permiten.

Puede ser usada como una superficie rugosa para aluminio y otras aleaciones ligeras, y como una superficie de corte para elementos extruidos tales como clips, abrazaderas, seguros, etc. Se usa en acero y aleaciones duras donde se requiera una sensibilidad moderada a la concentración de esfuerzos, en ranuras y muescas, pero donde un terminado rugoso sea tolerable. Se usa para superficies sujetas a tensión moderada y para las partes exteriores de trenes de aterrizaje y soportes hidráulicos.

La superficie de Ra 6.3 m puede ser usada sobre partes interiores donde un terminado medio de maquinado es aceptable, sobre partes estructurales que tengan un margen normal de seguridad que no sea critico de fatiga, y en agujeros muy profundos que no requieran un terminado especial para propósitos funcionales. Puede usarse en trabajo pesado cuando se requiere contacto superficial uniforme.

La superficie:

Esta superficie tiene un acabado semiliso que resulta cuando se usan velocidades de corte relativamente altas y avances pequeños con cortadores bien afilados. Todos los metodos de maquinado directo producen este acabado sin mucha dificultad incluyendo al esmerilado burdo con muela o con disco abrasivo y el limado manual.

El moldeo en el molde permanente, a la cera perdida o en la cáscara, dejan comúnmente un acabado de este tipo.

Esta superficie es adecuada para usarse en ensambles a presión sobre partes principalmente o estructuralmente primarias sujetas a cargas ligeras y vibración, si aquellas no están sujetas a grandes esfuerzos. Es demasiado burda para superficies deslizantes excepto donde el movimiento es lento y las cargas son ligeras o en maquinaria pesada donde la precisión no es importante. No es muy satisfactoria cuando se requieren ajustes precisos pero es adecuada para acoplar superficies de partes de maquina que se deben sujetar, con tornillos o remaches y que no exista movimiento entre ellas.

La superficie:

Esta superficie es mejor que la semilisa y resulta cuando las condiciones de maquinado permiten remover gran cantidad de material en la unidad de tiempo con velocidades relativamente altas y avances muy pequeños. Esta superficie es fácil de obtener por laminado, brochado, rectificado cilíndrico o plano, pero es más difícil por metodos de maquinado no abrasivos. Es adecuada para ajustes precisos o para partes sometidas a esfuerzos, excepto para árboles rotatorios, ejes y partes sujetas a alta vibración.

También sirve para barrenos sin maquinado posterior, de partes sometidas a grandes esfuerzos sujetas a vibración y para partes estructurales obtenidas de elementos extruidos o de placas de mas de 6mm de espesor.

La superficie:

Esta superficie corresponde a un terminado de maquinado muy fino, con buril de carburo o de diamante, a un terminado medio de rectificado cilíndrico con grano de 40 a 120, al estirado en frió, rimado, brochado o bruñido. Este terminado de superficie en el caso de partes torneadas es generalmente obtenido quitando manualmente las marcas de la herramienta con lija de agua. Sobre partes planas, se puede obtener una superficie equivalente por chorreado con arena seca, con granalla o por maquinado por electroerosión.

Cuando se especifica un acabado de superficie Ra 0.8 m o mejor, se debe pensar determinadamente si es verdaderamente necesario, pues el costo se eleva bastante. Este terminado es usado cuando la concentración de esfuerzos es alta o cuando la superficie de partes cilíndricas externas están sometidas a grandes esfuerzos por cargas ligeras o sujetas a vibración. Este acabado de superficie difícilmente se obtiene por torneado, fresado u otras operaciones similares de maquinado, pero es relativamente fácil de obtener por rectificado sin centros, cilíndrico o plano, es muy utilizado en acero endurecido y puede ser usado para rodamientos donde el movimiento no es continuo y las cargas son ligeras, suponiendo que actúan en la dirección del movimiento.

Si se requiere un terminado de Ra 0.8 m puede ser especificado para piezas sujetas a esfuerzos, excepto miembros a tensión extrema como pernos de montaje de maquinas.

La superficie:

Esta superficie puede obtenerse por un rectificado fino cilíndrico o plano con grano de 120 a 400, rimado muy suave, pulido con banda abrasiva, chorreado con arena seca o húmeda, maquinado por electroerosión, honeado o lapeado burdo.

Este terminado es rara vez usado, excepto cuando la lisura es de vital importancia para el mejor funcionamiento de la partes. Aplicaciones típicas son: rodamientos de árboles que giran rápidamente, rodamientos con mucha carga, miembros sujetos a tensiones muy elevadas, alojamientos de arosellos estáticos, partes deslizantes en contacto con arosellos dinámicos, superficies de contacto de la ranura del anillo de émbolos y aplicaciones similares.

La superficie:

Esta superficie es producida por un rectificado cilíndrico muy fino, micro-honeado, lapeado o pulido con banda abrasiva. Deberá ser específicamente solo donde los terminados burdos son conocidos definitivamente como inadecuados; las superficies interiores honeadas de cilindros hidráulicos y los sellos metálicos de válvulas.

La calidad de superficies con menos de Ra 0.2 m, no se debe de juzgar por su apariencia, pues su terminado puede ser brillante o mate dependiendo del método usado para obtenerla. La comparación precisa de los terminados, requiere, ya sea “sentir” la superficie o medirle su rugosidad con un instrumento.

En muchos casos, el costo adicional de superficies terminadas finamente es debido a que en realidad los procesos adecuados para la preparación de superficies finas son verdaderamente pobres para la remoción del material. Un rectificado a   m, por ejemplo, es justamente un rectificado fino comercial deseable para una operación dada. Para producir un rectificado mejor o una superficie igualmente fina por otros medios, se requiere que las partes sean medidas antes de la operación de terminado.

La superficie:

Esta es normalmente producida por honeado, lapeado, superacabado abrillantado, pulido electrolítico o pulido con banda abrasiva muy fina. La superficie Ra 0.1 m de rugosidad se requiere en áreas donde los empaques y anillos deben deslizar a través de la dirección de la superficie del grano, donde no se quiere depender de la lubricación, como en los vástagos cromados de los cilindros hidráulicos.

La tabla # 3 muestra los diferentes rangos de rugosidad Ra, que se obtienen según el proceso empleado. n el primer grupo aparecen los procesos sin arranque de viruta, en los que se observa que tanto al laminado, como a la extrusión o al estirado en frió se le utiliza para obtener la menor rugosidad, que es del orden de hasta m.

Enseguida están contenidos la mayoría de los procesos por arranque de viruta con herramienta cortante en los que el brochado y el maquinado con herramienta de diamante o de cerámica son los procesos con los que se obtiene menor rugosidad.

El siguiente grupo lo forman los procesos de acabado por abrasivos aglutinados o líquidos, que sirven para obtener las superficies mas lisas cuya rugosidad sea hasta de 0.025 m por medio de un superacabado abrillantado.

El cuarto grupo lo forman los procesos para limpieza de superficies y el último el de procesos especiales.

(Amstead/1999)

Los metodos de fabricación para los tratamientos de las superficies se utilizan cuando estas se requieren pulidas, con mayor precisión, con una apariencia estética o bien se requiere protegerlas contra los efectos nocivos de la corrosión:

Se clasifican como sigue:

Con Remoción De Material

-Acabado con lima

-Acabados con máquinas de arranque de viruta (Torno, fresa o fresadora, etc.)

-Desbaste abrasivo

-Esmerilado

-Lapeado

-Moleteado

-Pulido/bruñido

-Rebabeo

-Rectificado

-Sandblasting

Procesos Químicos Y Electroquímicos

-Anodizado

-Electropulido

-Galvanizado

-Iridizado

-Pasivación

-Pavonado

-Tropicalizado

Recubrimientos Electroquímicos

-Cromado

-Niquelado

-Plateado

Otros Recubrimientos

-Anodizado en distintas clases y para ciertos materiales.

-Pinturas y esmaltes

-Plastisol

-Porcelanizado

Bruñido

El bruñido es un proceso de abrasión a baja velocidad. Ya que el desprendimiento de material se efectúa a velocidades de corte mas bajas que en la rectificación, el calor y la presión se reducen dando por resultado excelentes dimensiones y control metalúrgico. En las piezas bruñidas para acabado se desprende solo 0.03mm o menos, todo bruñido proporciona un acabado terso con la apariencia característica de líneas que se entrecruzan. La profundidad de estas marcas del bruñido puede regularse variando la presión, la velocidad y tipo de abrasivos.

(Pruneda/2000)

Esta operación no esta destinada a eliminar mucho metal y se aplica generalmente después del pulido. El trabajo se oprime contra ruedas de tela o de fieltro, o correas de esos materiales, en las que se embarga periódicamente algún abrasivo fino disperso en un aglutinamiento lubricante.

(Keiser, 1998)

Errores comunes en el maquinado de agujeros que pueden corregirse por bruñido.

Maquinas y herramientas de Bruñido

Máquina De Bruñir Horizontal Manual

Máquina De Bruñir Horizontal Automática

Bruñido por rodillo simple

El Bruñido, que emplea el rodillo como elemento deformante, es un proceso de elaboración en frío en la superficie de una pieza previamente maquinada. La pequeña deformación plástica superficial originada por esta operación consiste en el desplazamiento del material de los "picos, protuberancias o crestas" a los "valles o depresiones" de las microirregularidades superficiales, este flujo ocurre bajo una fuerza controlada del rodillo que excede el punto de fluencia del material de la superficie de la pieza no endurecida creándose una capa de metal consolidada que provoca el aumento de las propiedades funcionales en la superficie, este procedimiento debe aplicarse preferentemente después del torneado de acabado.

Puede ser bruñido por rodillo cualquier material cuya dureza no exceda aproximadamente los 40 HRC y además los mismos deben estar previamente desmagnetizados. Se emplea para lograr un buen acabado superficial en superficies cilíndricas, superficies planas, superficies de forma o perfiladas, superficies cónicas, biseles, respaldos, cambios de sección y radios, entre otros. Este proceso evita tener que emplear las otras operaciones secundarias de acabado que son económicamente costosas, obteniéndose con este una superficie pulida y consolidada.

El interés del presente estudio está centrado específicamente en las herramientas que tienen como elemento deformante un solo rodillo, cuyo contacto entre las dos superficies se produce en una línea por rodadura o rodamiento. Se plantea que este proceso es más productivo que el Bruñido por bola y por diamante deslizante y en muchas ocasiones no se tiene en cuenta o no se cuenta con la máquina herramienta apropiada o no se dispone de la herramienta adecuada.

Se deben cumplir un grupo de condiciones o premisas para la realización efectiva de este tratamiento que a continuación se resumen.

Que exista una superficie pre-maquinada con un buen acabado superficial. Es importante el buen grado de rugosidad (torneado fino) previo de 3,2 a 6,3 µm Ra, dado por un adecuado régimen de corte y herramientas de corte en buen estado y debe ser un acabado uniforme, no tener desgarraduras, ni estrías, ni presencia de virutas.

Que exista una superficie pre-maquinada debidamente dimensionada y exacta. En este proceso el diámetro exterior disminuirá. Con el objetivo de obtener la pieza dentro de la tolerancia dimensional requerida es importante que previamente se dimensione la pieza exacta y adecuadamente, teniendo en cuenta dicha variación en el diámetro que dependerá de :

-Material de la pieza en bruto

-Dureza inicial

-Fuerza compresiva controlada

-Número de pasadas

-Suficiente espesor en la pieza a bruñir.

Para resistir la fuerza compresiva de bruñido la pieza debe tener un suficiente espesor o diámetro, en casos de piezas cilíndricas huecas el espesor debe ser superior al 20% del diámetro interior. Un insuficiente espesor de la pared provocará en la superficie ondulaciones o falta de circularidad.

Lubricación y líquido refrigerante: Se debe emplear un abundante flujo de fluido de trabajo limpio y que posea una adecuada viscosidad. Dicho fluido actuará como lubricante para disminuir la fricción, como refrigerante para permitir la transferencia del calor generado y limpiará la superficie a bruñir de partículas finas y virutas. Esto le ofrece una vida más larga a la herramienta, los líquidos de trabajo pueden emplearse virtualmente en cualquier material. Además deben ser estables al agua, resistentes a la espuma y a las bacterias.

En diferentes trabajos experimentales se reporta el uso de keroseno, aceite hidráulico, aceite de motores de gasolina, aceite de motores diesel, aceite industrial y aceite de engranajes. Para reciclar dichos fluidos se requiere de un filtro.

Se emplea una herramienta monorodillo o de rodillo simple que consta de un rodillo montado en un cojinete de rodamiento, se puede mover en los dos ejes (transversal y longitudinal), dicha herramienta va montada en el portaherramientas de la máquina herramienta. Con esta herramienta se emplea líquido refrigerante. Su diseño, fabricación y explotación es sencillo porque su sistema de carga fundamentalmente es mecánico, es universal pues se le pueden colocar rodillos de diferentes diámetros y formas, su proceso es rápido y es fácil de montar y desmontar en la máquina herramienta, además de su comodidad para medir la fuerza. Se emplean en producciones unitarias y en pequeñas series.

El elemento deformante (rodillo) es fabricado de acero rápido (HSS), aceros aleados con cromo, de aleaciones duras o de carburo cementado (metal duro) y muy pulido, deben poseer una alta dureza, entre 58 y 65 HRC y una alta resistencia al desgaste.

La forma del perfil de trabajo del rodillo influye marcadamente en los resultados obtenidos en el proceso de elaboración de la superficie. Entre los más utilizados se pueden encontrar; rodillos con la banda cilíndrica y el radio abierto para la elaboración de superficies con la salida libre de la herramienta, rodillos con el radio cerrado para los empalmes redondeados y ranuras, rodillos con superficies combinadas para zonas cilíndricas con radio de transición, para las superficies con tope, para superficies cónicas, entre otros tipos.

Como se ha planteado el acabado en la superficie de trabajo del rodillo tiene que ser buena para cumplir correctamente su función, ya que esta es la encargada de realizar el contacto con la superficie de la pieza a elaborar y si la rugosidad es mala transmitirá a la superficie de la pieza un mal acabado, se recomienda limpiar dicha superficie antes de comenzar el tratamiento para evitar que alguna suciedad se implique en el proceso y se obtenga una superficie defectuosa.

La fuerza sobre el rodillo se logra mecánicamente (con muelles), neumáticamente, hidráulicamente o de forma combinada.

Aplicaciones

-Pueden ser bruñidas todas las piezas que se ensamblan y que requieren un gran nivel de acabado en las superficies de contacto y un fácil desmontaje, entre algunas de ellas están:

-Zonas donde van montados los cojinetes de rodamiento

-Cojinetes de deslizamiento

-Láminas de rotores y estatores de motores eléctricos

-Partes de bombas, turbinas y compresores

-Piezas de equipamiento hidráulico y neumático (con superficies de sellaje preciso)

-Árboles y ejes

-Asiento de válvulas

-Utensilios del hogar

-Piezas para las industrias militar (anima de las piezas de artillería convencional y reactiva), aeronáutica y aeroespacial (piezas de motores y turbinas), automotriz (pistones, camisas, cigüeñales, árboles de leva), química, electrónica y textil, entre otras.

Asentado

El propósito del asentado es producir superficies geométricamente exactas, corregir las mínimas imperfecciones superficiales, mejorar la exactitud dimensional o proporcionar un ajuste reducido entre dos superficies en contacto. La cantidad de material desprendido normalmente es de 0.03mm de espesor. (Amstead/ 1999)

El asentado es una operación de abrasión principalmente para acabar agujeros redondos pero también en menor extensión superficies externas planas y curvas por medio de piedras abrasivas ligadas. Ya que el abrasivo no esta libre para embeberse en una superficie, pueden asentarse materiales metálicos y no metálicos lo mismo que materiales duros.

El asentado se utiliza en superficies planas, cilíndricas, esféricas o con forma especia.

.

En el rectificado con la periferia de una rueda rígida hay un contacto aproximadamente lineal con la superficie de trabajo, en tanto que en el asentado hay una gran área de contacto y menos presión. El rectificado se hace a altas velocidades; el asentado a bajas velocidades con una acción mas suave.

Como se hace el asentado: las piedras de asentado se hacen de los materiales comunes abrasivos de liga, con frecuencia impregnados con azufre, resina o cera para mejorar la acción de corte y alargar la vida de la herramienta. Los tamaños de los granos varían desde 80 para desbaste a 320 para acabar materiales duros y hasta 500 para materiales suaves.

Las maquinas de asentado pueden ordenarse en dos clase generales:

-maquinas verticales que evitan el pandeo de las piezas de trabajo y herramientas.

-maquinas horizontales que dan acceso fácil y son mejores para las operaciones manuales y para piezas grandes se fabrican maquinas de este tipo con carreras de hasta 75 pies.

(Keiser, 1998)

Ventajas:

• El anodizado ofrece el acabado para la arquitectura más dura y segura actualmente.

• Requiere poco mantenimiento

• Resistente a la abrasión  y a la corrosión

• Posibilidad de  realizar una amplia gama de colores a través de la capa anódica.

• Mayor dureza superficial

Aplicaciones

-Entre los productos comúnmente con este proceso se incluyen:

-calibradores

-pernos para embolo

-válvulas

-engranes

-rodamientos de rodillos

-arandelas de empuje

-partes ópticas

-acabado de cilindros de motor de automóvil

-cojinetes, flechas

-almas de cañón

-calibradores de anillos

-pasadores de pistón

-caras de bridas

Superacabado

El superacabado, también es llamado micropulido, microamolado y microacabado, se hace frotando con una piedra o piedras oprimidas contra una superficie para producir un acabado en el metal de fina calidad. Básicamente no es una operación para crear dimensiones, aunque puede corregir la falta de redondez hasta de un 75% y dimensiones de 30 m (aproximadamente 0.001 in). El superacabado se enfoca a corregir defectos diminutos de la superficie, como marcas de traqueteo y también es efectivo para remover material amorfo, velloso, roto, indistinto o quemado y deja una superficie recta del metal básico. (Keiser, 1998)

Todas las operaciones de acabado, así como los procesos comunes de rectificación dejan una superficie cubierta con metal fragmentado, no cristalino o en polvo, los que aunque se puedan quitar fácilmente por contacto deslizante, producen un desgaste excesivo, aumenta los juegos, la operación ruidosa y las dificultades de lubricación. El superacabado es un proceso de mejoramiento de la superficie que elimina esos fragmentos de metal indeseables dejando una base de metal solidó cristalino. Es algo similar al bruñido, ya que ambos procesos usan una piedra abrasiva, pero difieren en el tipo de movimiento dado a la piedra.

Aplicación:

• cigüeñales

• árboles de levas

• ejes primarios

• engranes

• cremalleras de dirección

• rodillos de impresión

• rodillos de laminación

(Amstead/ 1999)

Tecnología de superacabado: para la reducción de irregularidades de forma y de superficie

Cualquiera que sea el proceso utilizado, la mecanización de componentes de precisión provoca alteraciones en los mismos. Es imposible producir una superficie perfectamente homogénea, y geométricamente perfecta utilizando las técnicas convencionales como lapeado, rectificado, torneado o fresado de alta velocidad o pulido. Si se examina una superficie que haya sido lapeada, rectificada o mecanizada a alta velocidad con un aumento de 2.000 veces, la superficie presenta un aspecto de diente de sierra con picos y valles de diferentes anchuras y alturas. Las herramientas de superacabado mejoran significativamente superficies ya finas sin causar ningún daño estructural.

El examinado metalúrgico de superficies que hayan sido generadas por procedimientos de acabado revela las diferencias presentes en cuanto a calidad superficial. Está probado que estas desviaciones respecto a una superficie “geométricamente ideal” tienen una significativa influencia en propiedades como desgaste, fricción, atoramientos, lubricación, ruido, capacidad de sellado, fatiga, resistencia, ajustes, resistencia a la corrosión, etc.

Un punto esencial a tener en cuenta es que el 50% de la tolerancia total en diámetro es invertida en absorber desviaciones de forma (concentricidad, redondez, conicidad y rectitud). Reducir la influencia de estos factores es necesario especialmente en piezas donde ajustes estrechos son necesarios. Con los requerimientos de elementos de motores y engranajes constantemente incrementándose, se hace necesaria una mayor atención a las tolerancias de forma, así como las cualidades superficiales.

Tamboreo

El tamboreo o pulido por fricciones un método controlado de procesar piezas para eliminar rebabas, escamas, bordes y óxidos, así como mejorar el acabado superficial. Entre los metales que pueden ser tamboreados se incluyen todos los metales, vidrio, plástico y hule. Se utiliza ampliamente como una operación de acabado para muchas piezas, se obtiene una uniformidad en el acabado superficial que no es posible con el acabado a mano.

Maquinaria utilizada:

-Granalladora de tambor rotativo

Las granalladoras de tambor rotativo son utilizadas para el tratamiento de fundiciones donde se requiera en forma simultánea al granallado realizar un tamboreo que vaya desprendiendo rebarbas que pudieran tener las piezas fundidas.

Cym Materiales SA fabrica dos grupos de equipos de granallado de tambor rotativo, el primer grupo compuesto por una línea de equipos económicos, con recuperador de abrasivo en el mismo tambor y el segundo compuesto por equipos de mayor porte que poseen sistemas de recuperación y limpieza de abrasivo convencional.

Los equipos de granallado de tambor rotativo son muy simples de operar. El trabajo comienza con la carga de las piezas dentro del tambor, pudiéndose realizar manualmente o por medio de un cargador de piezas.

Después el operario cierra la puerta dando inicio al ciclo de granallado. Las turbinas y el tambor comienzan a girar. El giro del tambor produce una rotación y tamboreo en las piezas para que todas queden expuestas al haz de granalla arrojado por las turbinas.

Una vez terminado el ciclo de granallado el equipo se detiene en forma automática, permitiendo abrir la puerta para la descarga de las piezas.

(Amstead/ 1999)

Pulido o Lapeado

El pulido se ejecuta para dejar un acabado terso sobre las superficies y en esta operación puede intervenir frecuentemente la eliminación de cantidades apreciables de metal para sacar raspones, huellas dejadas por la herramienta, hoquedades finas y otros defectos presentes en superficies burdas. La cantidad de metal desprendido y el acabado superficial se regulan por las caracteristicas del material que se pule, por la velocidad de la banda son flexibles y se adaptan a las áreas irregulares redondeadas cuando es necesario.

La precisión del tamaño y la forma no son importantes ordinariamente, pero a veces se mantienen tolerancias de 0.001 pulgadas o menos en el pulido a maquina. Las ruedas pulidoras, esparcen la acción de los cortes y se conforman a las superficies curvas presentes en las piezas de trabajo. La aplicación de los abrasivos en esta operación sigue bastante estrechamente los principios que rigen el esmerilado. (Keiser, 1998)

La plancha de lapear de la figura siguiente suele ser de hierro colado, cobre, cuero o tela. Las partículas abrasivas están embebidas en ella, o pueden ser arrastradas en un lodo. Dependiendo de la dureza de la pieza, las presiones de lapeado van de 7 a 14º KPa.

(Kalpakjian/2003)

Maquinaria utilizada:

-Maquinas que portan el trabajo en línea recta pasando una o mas ruedas.

-Maquinas que giran las piezas en contacto con las ruedas.

Aplicaciones:

• Computación

• Óptica

• Electrónica

• Sellos mecánicos

• Todo aquel que requiere un pulido espejo en el plano en distintos materiales como, cerámica, vidrio, grafito, plástico y metales o aleaciones en general.

Aspersión con munición y arena

Las operaciones con munición y arena se realizan arrojando partículas a velocidades altas, contra el trabajo. Las partículas pueden ser munición o granalla metálica, algún abrasivo artificial o natural incluyendo arena, o productos agrícolas como cáscaras de nueces, dependiendo de la meta que desea alcanzarse y de las condiciones en que se encuentra la pieza de trabajo. La razón primordial de la aspersión es la de limpiar la superficie. Esta puede ser la eliminación de escamas, orín o arena quemada de piezas coladas, haciendo uso de munición o arena; la eliminación de pintura mediante la aspersión con arena, de objetos que vayan a pintarse nuevamente; la limpieza de grasa o aceite de partes terminadas usando para ello cascarones de nuez. Mediante la aspersión se obtiene un acabado superficial limpio y uniforme que es, en muchos casos, el acabado final. Además la aspersión por munición martillea o golpea las superficies y conduce hacia la ventaja de aumentar apreciablemente la resistencia a la fatiga y ala corrosión por esfuerzos, reduce la porosidad en los colados no ferrosos, mejora, la resistencia al desgaste como en el caso de los dientes de engranes y mejora, en algunas otras superficies la capacidad de retención de aceite.

Aplicaciones:

- Se utiliza para quitar pintura, óxidos y residuos muy adheridos a las superficies que con sólo agua a presión serían muy costosos de arrancar.

Fresado

Las superficies planas o curvadas, interiores o exteriores, de casi todas formas y tamaños pueden maquinarse por fresado. Las operaciones de fresado comunes se ilustran en la siguiente figura, en la cual se muestra que en la misma clase de una superficie con frecuencia puede fresarse en varias formas. Por ejemplo, las superficies planas pueden maquinarse por fresado, fresado de cantos o fresado de cara. El método para cualquier trabajo especifico puede determinarse por la clase por la clase de maquina fresadora usada, el cortador o la forma de la pieza de trabajo y la posición de la superficie.

Figura: Algunas operaciones de Fresado

Cortadores e impulsores de fresado

Clase de cortadores de fresado: para la gran variedad de trabajo que puede hacerse por fresado se necesitan muchas clases y tamaños de cortadores. Con frecuencia un cortador se denomina según la clase de operación de fresado que ejecuta, en la imagen siguiente se identifican los tipos principales de cortadores.

Como regla la pieza de trabajo se alimenta hacia un cortador de fresado que gira y por lo tanto tiene un numero de dientes que realizan cortes intermitentes en sucesión. También, el corte rotatorio puede alimentarse contra la pieza de trabajo.

Los cortadores de fresado se hacen con diversos diámetros, longitudes, anchos y números de dientes. Los cortadores de fresado pueden ser de los tipos sólido de una pieza, con puntas o dientes o dientes insertados con los mismos materiales que para las herramientas de un solo filo. El tipo mas simple de cortador de fresado especial es un cortador volado. Consta de un buril sostenido en un árbol como se ilustra en la siguiente figura, o de un disco pesado que actúa como un volante. Dicho cortador es fácil de formar y puede hacerse para realizar trabajo exacto pero es de operación lenta. Los cortadores volados se usan principalmente para fresado de forma, cuando solo se van a hacer unas cuantas piezas. Para fresar cantidades más grandes de una forma particular, se hace un cortador especial con dientes múltiples.

Maquinas fresadoras

En la industria se utilizan en diversas formas muchos tipos de maquinas fresadoras. Algunas clases son más adecuadas para trabajo de propósito general. Otras están adecuadas para manufactura repetitiva y algunas están arregladas en forma ideal para trabajos especiales. En general las maquinas fresadoras pueden clasificarse como de propósito general, para producción, tipo planeo y fresadoras especializadas.

Este tipo de maquina es capaz no solo de hacer fresado recto de superficies planas curvadas sino también corte de engranes y cuerdas, taladrado, horadado y rasurado cuando se adapta con el equipo adecuado.

Maquinas de fresado para producción: las maquinas de fresado para manufactura están diseñadas con el fin de remover con rapidez el metal y requieren un mínimo de atención del operador. No son tan fáciles de adaptar a diversos trabajos como las anteriores.

Maquinas fresadoras del tipo para planeado: se parece y tiene movimientos comparables a una planeadora de doble columna. Estas maquinas están diseñadas para maquinar grandes piezas de trabajo.

Maquinas fresadoras horizontales para mandrilado, taladrado y fresado: la maquina fresadora horizontal para horadado es un nombre común para esta maquina por que en forma típica esta provista con un soporte de extremo para mandrilar con barras largas como se ilustra en la parte superior de la figura siguiente.

Figuras: operaciones hechas en maquinas horizontales para horadado, taladrado y fresado: superior; horadado en una fundición con una larga barra horizontal sostenida por un soporte corredizo; inferior; careado con fresa del soporte de bujes de una estructura soldada.

La barra en este diagrama esta impulsada en la izquierda por la flecha en el cabezal, el cual puede moverse hacia abajo en correderas en unas columnas. Las maquinas horizontales para mandrilar, perforado y fresado se construyen para proporcionar soporte y rigidez para maquinar con precisión grandes piezas de fundición, forjas y soldaduras para productos como motores diesel, turbinas y columnas de maquinas de herramienta.

Maquinas fresadoras de propósito especial: se utilizan para clase particulares de trabajo como duplicación de formas, fresado de cama y maquinado de partes especificas en grandes cantidades.

Aplicaciones:

Estas maquinas comúnmente se utilizan para hacer dados de forja, moldes, dados de forma, etc.

Clasificación De Las Fresas Por Sus Aplicaciones

Las fresas presentan muy variadas formas para adaptarse al trabajo que se ha de ejecutar. --- Las fresas se muestran continuación:

Fresas para labrar superficies planas. Pueden ser cilíndricas y frontales, según que los sientes se encuentren en la cara cilíndrica o en una de las caras planas.

Aunque las primeras pueden ser de diente recto, casi siempre son de diente inclinado, o sea, helicoidales.

Cuando se trata de trabajos fuertes, se emplean fresas dobles, cuyos dientes están inclinados en sentido opuesto, para evitar las presiones axiales.

Las fresas frontales pueden ser de dientes postizos. Hay también fresas que pueden trabajar por dos caras.

Fresas para ranurar: Se llaman así las que se emplean para construir ranuras de perfil rectilíneo.

Las hay cortantes por unas caras, por dos caras y por tres caras. Algunas de estás últimas se construyen en dos piezas, entre las cuales se pueden colocar rodajas de papel o chapa delgadas para hacer variar la anchura de la fresa entre pequeños limites.

Fresas para labrar herramientas: las hay para ranurar brocas, machos, mandriles, fresas, etc.

Limado

Los dientes de una lima actúan sobre una superficie ancha y progresan lentamente. Su efecto cortante puede vigilarse y controlarse. Así que el limado es adecuado para acabar superficies irregulares y superficies difíciles de alcanzar con otras clases de herramientas de corte. El limado esta limitado a la remoción de pequeñas cantidades de materiales suaves. Están disponibles maquinas de limado reciprocante y continuo para el acabado rápido y exacto de superficies planas e irregulares en pequeñas cantidades.

Las limas pueden identificarse por (1) tipo, (2) clase, (3) corte, (4) paso, (5) tamaño.

La lima de mano común tiene una espiga para recibir un mango de madera. La lima ordinariamente se mueve en forma reciproca a través del trabajo haciendo presión en la carrera hacia delante. Las limas musas se usan para afilar sierras, trabajo en torno y acabado liso en general. Las limas de mecánico son de mucho uso en fabricas y talleres; las limas de fundición son similares pero mas robustas para fundiciones bastardas. Las escofinas son adecuadas para madera y otras sustancias suaves. Las limas de patrón suizo se hacen para acabados finos y acabado de precisión como se lleva a acabo por los modelistas de dados, instrumentos y herramientas. Las limas de dientes curvos se prefieren para el aluminio y otros metales suaves, en particular en el trabajo de carrocería de automóvil.

El limado continuo se realiza con una lima de banda, la cual esta hecha de una serie de segmentos cortos de lima. Cada segmento se fija cerca de un extremo precedente mediante una presilla a una banda de acero flexible de modo que pueda pasar con libertad sobre las ruedas en las cuales corte la banda. Cada segmento de lima esta eslabonada con el segmento que le sigue de manera que la acción de corte no se interrumpe. Los extremos de la banda se conectan por un broche de modo que pueda unirse para hacer un rizo continuo.

La clase o tipo de lima se determina por su forma; una lima ahusada está algo reducida en tamaño hacia su extremo; una lima chata es del mismo tamaño en toda su longitud. Las formas principales de sección transversal son planas (rectangulares), limaron cuadrado (en cuadro), limaron redondo, media caña (en realidad un tercio de circulo), oval y triangular (con tres esquinas).

El corte de una lima indica la forma en que los dientes están formados. Una lima de un solo corte tiene una sola hilera de dientes paralelos a través de su cara en un ángulo con su eje; este es el corte de una lima musa. Una lima de doble corte tiene dos filas de dientes que se cruzan una con otra, como en la mayoría de las limas de mecánico. Cada diente en una lima con corte de escofina esta formado de por si por una sola marca de punzón. Un corte curvo es un corte fresado con un gran diente como navaja, con frecuencia a través de la cara de la lima.

Las limas están graduadas de acuerdo con el paso o espaciamiento de los dientes. Los términos descriptivos que se refieren al paso desde el espaciamiento mas ancho al espaciamiento cerrado son desbaste, gruesa, bastarda, semifusa, musa, y fina.

Las limas gruesas remueven el metal con rapidez, las limas finas dan buenos acabados y las limas medias son un compromiso. Las limas con orilla de seguridad no tienen dientes laterales, de modo que puedan cortar pero no dañar un hombro. Las limas usadas comúnmente para metales ferrosos son planas o media caña con corte único o doble, en bastardas, semifusas y en grado de musas. Las limas para metales no ferrosos y no metales deben tener dientes de corte profundo con el propósito de tener espacio para las virutas.

Aplicaciones:

-aplicación de acabado decorativo a superficies de metal; eliminación de rebabas y remoción de galvanizado en piezas cortadas con sierra; desbastado y limpieza de bordes; desbastado de metal, plástico y madera; eliminación de marcas de fresado; aplicar acabados previo a pintura o aplicación de chapa metálica; eliminación de capa de escama de fundición; bordes de moldes de fundición por esmerilado.

Desbastado Abrasivo

Los abrasivos son sustancias duras usadas en diversas formas, como herramientas para esmerilar y otras operaciones de acabados de superficies. Son capaces de cortar materiales demasiados duros para otras herramientas y dar mejores acabados y mantener tolerancias mas estrechas de las que pueden obtenerse económicamente por otros medios en la mayoría de materiales.

Los abrasivos pueden utilizarse como granos sueltos, en ruedas de esmerilado, en piedras y bastoncillos y como abrasivos revestidos. Cuando se aplican con más eficiencia, los abrasivos eliminan el metal cortándolo en virutas precisamente como otras herramientas de corte de metal, pero las virutas por lo general son tan pequeñas que deben amplificarse para verse.

Abrasivos comunes:

1.- Oxido de aluminio. Pueden adicionarse diversas sustancias y seguir diversos metodos de manufactura para mejorar la dureza, tenacidad, friabilidad. Dos aditivos comunes son el vanadio y el zirconio.

2.- El carburo de silicio, conocido comercialmente como carborundum y crystolon.

3.- Nitruro de Boro, en las formas de nitruro de boro de cristal cúbico único (CBN) y nitruro de boro cúbico nitrocristalino (MCBN), de manera comercial como Borazon, Borpax.

4.- Diamante, una forma pura de carbono, tanto natural como artificial, en forma friable o de bloque.

Las propiedades importantes de un material abrasivo son (1) dureza, (2) tenacidad, (3) resistencia ala fricción, (4) friabilidad.

La dureza es la capacidad de una estancia para resistir la penetración. Un abrasivo debe ser duro para penetrar y rayar el material en el cual trabaja. Mientras mayor sea la diferencia es la diferencia de dureza entre un abrasivo y el material de trabajo, mas eficiente será el abrasivo. El diamante es la sustancia mas dura conocida. Si su dureza se indica por 70, entonces la dureza CBN puede ser aproximadamente es de 50, el carburo de silicio 25, el oxido de aluminio 20, el carburo cementado 18, el acero duro 8, y el vidrio común 4. Los superabrasivos diamante y CBN, cuestan mucho mas que el oxido de aluminio y el carburo de silicio (CBN de 10 a 15 veces que el oxido de aluminio) pero se comportan considerablemente mejor en aplicaciones particulares, como esmerilar acero endurecido, carburos cementados y materiales de la era espacial. Aunque no es tan duro como el diamante, el CBN esmerila algunos materiales duros mejor porque es más inerte y soporta temperaturas más altas.

Esmerilado y Rectificado

El trabajo de esmerilado se hace en superficies de casi todas las formas concebibles y en materiales de todas clases. El esmerilado puede clasificarse como sin precisión o de precisión, de acuerdo con el propósito y procedimiento. En el esmerilado de precisión las formas comunes son el desbaste y el esmerilado a mano, se hace principalmente para eliminar material en exceso que no puede eliminarse en forma tan conveniente por otros metodos de fundiciones, forjas, tochos y otras piezas burdas. El trabajo se oprime con fuerza contra la rueda o viceversa. La exactitud y el acabado de la superficie obtenida son de importancia secundaria. El esmerilado de precisión se ocupa con la producción de buenos acabados de superficie y dimensiones exactas. La rueda o el trabajo o ambos se guían en trayectorias precisas.

Cualquier esmerilado es una operación de alta energia y potencialmente bastante peligrosa. El código que prescribe medidas obligatorias de necesidad y las bases para la mayoría de los estándares y las leyes de estados es el estándar de American Nacional Standards Institute.

Las tres clases básicas de esmerilado de precisión o rectificado son rectificado cilíndrico externo, rectificado cilíndrico interno y rectificado de superficies. Las variaciones de cada uno de estos describirán en conexión con las maquinas de rectificado. El rectificado es capaz de producir superficies exactas y finas porque trabaja mediante filos pequeños de corte abrasivos, cada uno de los cuales da una mordida ligera. Por otra parte, pueden removerse cantidades apreciables de material por rectificado porque se aplica un gran número de filos cortantes a frecuencias altas.

Efecto del tamaño en el esmerilado: se distinguen tres etapas en la acción de los abrasivos en el esmerilado. Cuando un grano abrasivo primero hace contacto, se distorsiona y puede desplazarse el material ligeramente, pero si penetra sin más profundidad, entonces, en efecto, simplemente flota y continúa su curso. Con penetración un poco mas profundas, el metal extruido prácticamente alrededor del grano en una acción de arado, y el desperdicio se esparce a lo largo del araño. Si un grano muerde con suficiente profundidad para fracturar el metal ante el, arranca una viruta en una verdadera acción de corte. El grado de penetración determina las fuerzas y la energia requerida para remover el material.

La facilidad de acabado se relaciona con el punto relativo de dar un acabado un acaba do fino en un material. En general, los materiales de facilidad de esmerilado media se ha encontrado que tienen la más pobre facilidad de acabado. Los materiales duros con baja facilidad de esmerilado parecen tener buenas facilidades de acabado como regla porque achatan los granos y evitan rasguños profundos.

Figura: Operaciones básicas de esmerilado de precisión o rectificado

Las maquinas de rectificado utilizan ruedas de esmerilado, por lo tanto, las clases amplias son esmeriladoras o rectificadoras sin precisión y de precisión. Los tipos principales de maquinas esmeriladoras de precisión son maquinas cilíndricas para rectificado externo e interno y maquinas rectificadoras de superficies. Se han desarrollado ciertos tipos para hacer operaciones específicas y se clasifican como corresponde.

-Rectificadoras de precisión:

-Rectificadoras cilíndricas del tipo de centro.

-Rectificadoras con mandril.

-Rectificadoras sin centros.

-Rectificadoras internas.

-Rectificadoras de superficie.

-Rectificadoras de disco.

-Rectificadoras de cortes y herramientas

-Rectificadoras misceláneas

-Rectificadoras de banda abrasiva.

(Keiser, 1998)

Se suele relacionar el desgaste de una piedra con la cantidad de pieza eliminado, mediante un parámetro llamado relación de rectificado G, que se define como:

G= (volumen del material eliminado)/ (volumen de desgaste de piedra)

En la práctica las relaciones de rectificado varían mucho desde 2 a 200 o hasta más, dependiendo del tipo de piedra, material de pieza, fluido de rectificado y parámetros de proceso, como la profundidad de corte y la velocidad de la piedra y de la pieza. Durante la operación de rectificado, determinada piedra funciona suave
(es alto el desgaste) o funciona dura (es bajo el desgaste). Independientemente de su grado.

El rectificado comparado con otras operaciones

El rectificado se ha considerado siempre como un proceso de acabado que es precedido por otros metodos que remueven el volumen del material excedente de las piezas burdas. El rectificado es la forma económica de cumplir las especificaciones, pero ordinariamente primero se tornea la pieza para eliminar la mayor parte de material excedente. Sin embargo, se están rectificando por completo cada vez y mas partes brutas.

(Keiser, 1998)

Aplicaciones:

-herramientas de corte

-hidráulica de alta precisión

- árboles de levas

- pequeños cigüeñales

- ejes de cajas de cambios

- ejes de transmisión, entre otros.

Maquinado Ultrasónico

En el maquinado ultrasónico se quita material de una superficie por microdespostillado y erosión con granos abrasivos finos en un lodo o pulpa. La pulpa de la herramienta, vibra a una frecuencia de 20 Khz. y baja amplitud. Esta vibración a su vez, imparte una gran velocidad a los granos abrasivos entre la herramienta y la pieza.

Los esfuerzos producidos por el impacto de partículas abrasivas sobre la superficie de la pieza son altos porque el tiempo de contacto entre las partículas y la superficie es muy pequeño, y el área de contacto es muy pequeña. En los materiales frágiles, estos esfuerzos de impacto tienen la magnitud suficiente para causar el microdespostillamiento y la erosión de la superficie de la pieza.

La punta de la herramienta se fija a un transductor mediante el portaherramientas, suele ser de acero suave y sufre desgaste. Se requiere herramienta especial para cada forma que se va a producir. Los granos son en general de carburo de boro, aunque también se usan de oxido de aluminio o de carburo de silicio. Los granos se arrastran en un lodo con agua en concentraciones de 20% a 60% en volumen con un tamaño de grano de desbaste de 100 hasta 1000. El lodo también retira los desechos de la zona de corte.

El maquinado ultrasónico se adapta mas a materiales duros y frágiles, como las cerámicas, carburos piedras preciosas y aceros endurecidos.

(Kalpakjian, /2003)

Escariado

En el escariado se empuja o se jala sobre la superficie de una pieza de trabajo una herramienta provista de una serie de dientes, cada diente toma una laminilla delgada esa superficie. El escariado de las superficies interiores se llama escariado interno o de agujeros; el de las superficies exteriores se conoce como escariado superficial. Entre las operaciones representativas de escariado interior se encuentran las de dimensión es de agujeros y corte de estrías profundas, árboles ranurados rectos o helicoidales, almas de fusiles y cuñeros.

Tipos de Escariadores

Casi cada escariador esta diseñado para ejecutar un trabajo específico y de una manera determinada. Algunas están hechas para aplicarles tracción, otras para empujarse y aun otras para sostenerse en un lugar colocado ya sea sobre un tope móvil o en posición fija. Un escariador puede hacerse de una sola pieza, llamada sólida, o ensamblada o construida, hechas de cascarones, secciones cambiables o dientes insertados. Las secciones intercambiables, dientes o cascarones permiten que sea más fácil reparar un escariador y, en algunos casos, permiten que sea más fácil hacerlo desde el principio.

Un escariador bruñidor forma una superficie pulida en un orificio hecho en acero, hierro colado o material no ferroso. Los dientes pulidores están redondeados y no cortan sino comprimen y frotan el metal superficial.

Maquinas escariadoras:

La maquinas para escariar pueden clasificarse como

-prensas escariadoras

-maquinas escariadoras de tracción

-maquinas escariadoras superficiales

-maquinas escariadoras continuas

Las maquinas escariadoras tienen accionamientos hidráulicos o electromecánicos. Una maquina hidráulica ejerce fuerza por medio de un pistón y cilindro.

La principal ventaja que reporta el escariado consiste en que se trata de una operación rápida; comúnmente se ocupan segundos en desempeñar una tarea que consume minutos al realizarse de cualquier otra manera. Se necesita poca destreza para hacer maquinar una maquina escariadora y la automatización se arregla fácilmente. Pueden obtenerse buenos acabados y precisión a través de la vida útil de un escariador porque el trabajo basto y el acabado se efectúan por medio de dientes diferentes. Algunas de las limitaciones propias del escariado son superficies para hacer impractica su aplicación en ciertos trabajos. No es posible escariar una superficie si esta tiene una obstrucción que atraviese la trayectoria de desplazamiento del escariador. Por ejemplo, normalmente, no se someten al escariado los agujeros y bolsas ciegos. Las piezas de trabajo frágiles no son buen material para el escariado porque no peden resistir las grandes fuerzas impuestas por el proceso sin deformar o romperse.

Pulimentado

El pulimentado es un proceso que origina abrasión y deja y deja raspones finos distribuidos al azar. El fin que persigue aquí es mejorar la calidad superficial reduciendo las asperezas, ondulaciones y defectos para producir superficies exactas y también lisas. La presión ejercida al aplicar el pulimentado es baja en comparación con la de esmerilado y el trabajo jamás se calienta en exceso. El pulimentado se realiza tanto a mano como con maquinas. Esta es una Operación básica en talleres misceláneos y mecánicos en los que se encuentran aplicaciones representativas como es el acabado de superficies de localización y de desgaste en herramientas y calibradores de precisión. Los bloques calibradores, que son las normas de precisión, se acaban regularmente mediante operaciones de pulimentado. El pulimentado a maquina es una operación común en la fabricación. Otros materiales representativos a los que se aplica el pulimentado los las superficies que deben quedar herméticas para impedir el paso de gases o líquidos, sin emplear juntas, y de aquellas de las que es necesario eliminar errores pequeños, como en los dientes de engranes.

El trabajo de pulimentado elimina, normalmente solo una cantidad de material pequeña, hasta 0.030 pulgadas o mas, pero la eliminación queda ordinariamente en unas cuantas milésimas de pulgadas para el trabajo basto y cantidades tan exiguas como 0.0001 pulgadas para el acabado. Esto se debe a que el acabado fino trabaja lentamente y es difícil controlar la forma superficial si se elimina demasiado material.

Para el pulimentado se usa un abrasivo fino mezclado con un vehiculo, ruedas abrasivas aglutinadas, o abrasivos recubiertos. El pulimentado en medio húmedo, realizado con agua clara o jabonosa, aceite o grasa, puede ser hasta seis veces más rápido que el pulimentado seco.

La operación de pulimentado se efectúa esparciendo el material abrasivo suelto y el vehiculo sobre zapatas de pulimentado, placas o cañas o árboles tubulares que se llaman pulimentadotes que se frotan contra el trabajo. El pulimentado son abrasivo suelto no se lleva a cabo frecuentemente sobre materiales blandos porque las partículas abrasivas se incrustan en la pieza de trabajo.

Esta operación se efectúa para acabar asientos de válvulas de vástago, pulimentar engranes a maquina y en pulimentado manual de calibradores de tapón y anillo.

Maquinas para pulimentar:

-Maquina pulimentadota vertical: Pulimenta superficies planas o curvas situadas entre dos pulimentadores opuestos montados en husillos verticales.

-Maquina pulimentadora sin centros: esta diseñada para la producción continúa de partes redondas como pernos de pistones, tazones y carriles para cojinetes, punterías de válvulas y flechas.

- Maquina pulimentadota de correa abrasiva: pulimentan superficies de cojinetes y levas en piezas como cigüeñales y árboles de levas con movimiento de vaivén cortos para impedir que haya líneas continuas y refinar el acabado.

Revolcado Y Acabado Vibratorio

La operación conocida como revolcado dar vueltas o acabado en barril, consiste en cargar las piezas de trabajo en un barril lleno hasta cerca de 60% de su capacidad con granos abrasivos, aserrín, viruta o astillas de madera, piedras naturales o artificiales, cenizas, arena, granalla metálica u otros agentes limpiadores dependiendo la composición del trabajo y del tipo de acción que trate de obtenerse. Usualmente se agrega también agua, mezclada muchas veces con un acido, un detergente, un producto que prevenga la formación de orin, o un lubricante. La barrica se cierra o inclina y se hace girar lentamente durante de una hasta diez horas o mas, de acuerdo con el tratamiento que tenga que impartirse. Las piezas de trabajo y el medio se deslizan unos sobre otros produciendo una acción limpiante y bruñidora a medida que gira el barril.

El acabado vibratorio desempeña el mismo trabajo que el acabado de barril pero se efectúa en una tina o cuba abierta, de hule o forrada de plástico, que se llena casi completamente con piezas de trabajo y medio limpiador y bruñidor. El conjunto se somete a vibraciones próximas a 1000 a 2000 ciclos por segundo. La acción hace que la carga gire lentamente en una trayectoria helicoidal pero toda la masa se agita y la limpieza se efectúa a través de toda la mezcla. El revolcado confina su acción al acabado de las superficies exteriores de las piezas pero el acabado vibratorio, cuando se operan en condiciones apropiadas actúa, asimismo, sobre el interior de las piezas, en los recesos y sobre superficies cubiertas.

Aplicaciones:

Las técnicas de acabado por revolcado y vibración se aplican a los metales ferrosos y no ferrosos, plásticos, hule y madera en piezas chicas y grandes. Con estos metodos se limpian piezas coladas, forjadas, estampadas y productos de maquinas de hacer tornillos, se eliminan rebabas, aletas, películas gruesas, escamas y bordes agudos; se elimina pintura y chapeado; se mejora el acabado y el aspecto superficial, y estos metodos tienden además a eliminar tensiones superficiales.

Harperizacion

Un desarrollo adicional del método de acabado en barrica, utiliza dos barricas cargadas de la misma manera montadas sobre un aparejo que gira hacia la izquierda para generar fuerzas centrifugas de uno a 25 grs. Las barricas giran simultáneamente, hacia la derecha y partes y medios contenidos dentro de los barriles giran sobre si mismo a grandes precisiones. Para cada tipo de trabajo se necesita efectuar desarrollo costoso y llevar un control cuidadoso. El proceso no se considera competitivo, para la mayoría de los trabajos, con los metodos convencionales de acabado por revolcado o vibratorios, pero se ha observado que da resultados superiores en ciertas tareas como el acabado y desbarbado de partes de precisión pues indica esfuerzos compresivos superficiales altos, y también para dimensionar bolas de acero.

(Keiser, 1998)

Acabados Orgánicos

Se utilizan como revestimientos protectores y decorativos. En el uso como protectores, los acabados orgánicos protegen la superficie de trabajo contra las condiciones ambientales por medio de una película continua en el material base.

El grado de protección de la superficie depende de la adherencia de la película de ella, la durabilidad de la película en su ambiente y la calidad de la película. Los revestimientos orgánicos son los formados, en todo o en parte, con compuestos de carbono; están disponibles en el comercio como líquidos o polvos. Los acabados orgánicos líquidos son pinturas, barnices, lacas, goma laca y esmaltes.

Pinturas, Esmaltes, Barnices, Lacas Y Goma Laca

Pinturas: son mezclas o suspensiones de partículas de pigmentos sólidos en un vehiculo y con la adición de cierta cantidad de un secante. El vehiculo consiste en aceite secante, resinas naturales o sintéticas, disolventes y también hay pinturas con base de agua. Los aceites mas usados en al pintura son el de linaza, tuna, perilla, soja y pecado.

El propósito del vehiculo es formar la película húmeda con el pigmento y formar la película al final por evaporación de este. El pigmento es para tener el color deseado y, en algunos casos, mejorar la resistencia y durabilidad de la película orgánica.

Los secantes se agregan para acelerar el secado; suelen ser sales metálicas orgánicas como plomo- manganeso, naftenatos o talatos. El secado de la pintura es por evaporación, oxidación y polimerización. Al aplicarla, se evapora el disolvente y el aceite secante que formo la película se endurece en forma gradual por la oxidación y polimerización por el oxigeno del aire.

Entre los pigmentos mas comunes están el dióxido de titanio, litargirio, minio, y azul de Prusia.

Esmaltes: los dos mas importantes son los que se producen con la dicción de pigmentos en un barniz; los esmaltes de laca, que consisten en pigmentos, esteres de celulosa, goma, plastificantes y disolventes; los esmaltes simples que no contienen derivados de celulosa. Los esmaltes se secan por una combinación de oxidación y reacción química del vehiculo, ya sea a temperatura ambiente o en hornos a una temperatura máxima de 204 C. Los esmaltes según su composición pueden ser resistentes al agua, productos químicos, calor y abrasión. Se utiliza mucho en los productos industriales como revestimientos protectores y decorativos.

Barnices: Se producen por cocción de una resina disuelta, con un aceite secante. Entre las resinas sintéticas y naturales utilizadas en los barnices se cuentan las fenolicas, alquímicas, damar, ámbar y kauri. Los aceites secantes son de de maíz, soja, pescado y ricino. La consistencia de los barnices depende de la proporción de aceite y resina; la película se seca por evaporación y oxidación.

Lacas: Constan de nitrato de celulosa disuelto en Acetato de butilo e incluyen disolventes, adelgazadores y secantes. Las lacas son de secado al aire y se utilizan como revestimiento protector y decorativo final.

Goma Laca: Consiste en la laca disuelta en alcohol. La laca es la secreción de insectos parecidos a las cochinillas que viven en la india. Las gomas lacas se utilizan como selladores, pegamentos y para revestimiento de superficie, el especial en la madera. (Glenn E. /2002)

Anodizado

El anodizado es un proceso electroquímico, de oxidación forzada, en el cual se logra formar una capa protectora de óxido de aluminio (alúmina Al2O3) sobre la superficie del aluminio base. La vida útil de este acabado es proporcional al espesor de la capa anódica obtenida.
El óxido de aluminio puede alcanzar una gran dureza que varía entre los 7 y 8 de la escala Mho; al mismo tiempo es muy estable y resistente a los agentes corrosivos del medio ambiente, de ahí su condición de protector del metal base.

La capa crece desde el aluminio debido al proceso electroquímico o sea que está integrada al metal, por lo que no puede ser escamada o pelada.
Como la estructura cristalina de la capa está formada por muchos poros hexagonales muy pequeños, la podemos colorear utilizando el proceso de electrocoloración, que consiste en depositar iones metálicos dentro de los mismos. Se obtienen distintas tonalidades según el metal utilizado y la cantidad depositada dentro de los poros. Finalmente para evitar la introducción de agentes corrosivos, los poros se sellan llenándose de hidróxido de aluminio inerte, al hidrolizarse la alúmina.

El proceso de anodizado consiste en formar artificialmente una capa de oxido de aluminio en la superficie del metal, este procedimiento llevado a cabo en un medio sulfúrico produce la oxidación del material desde la superficie hacia el interior, como dijimos anteriormente el material que produce la oxidación, es oxido de aluminio, muy característico por su excelente resistencia a los agentes químicos, dureza, baja conductividad eléctrica y estructura molecular porosa, esta ultima junto con las anteriores, es la que nos permite darle una excelente terminación, características que la hacen adecuada y valiosa a la hora de elegir un medio de protección para este elemento.

La anodización es usada frecuentemente para proteger el aluminio y el titanio de la abrasión, la corrosión, y para poder ser tintado en una amplia variedad de colores.

Ventajas Del Anodizado

-La capa de anodizado es más dura que la capas obtenidas pintando con resina sinteticas. Esta propiedad la hace más útil en zonas donde hay un gran tráfico por lo que es sometida a un abuso físico y en donde se utilicen limpiadores abrasivos.

- El anodizado no puede ser pelado ni escamado por cuanto la capa forma parte del metal base.

- El anodizado le da al aluminio una apariencia de superficie metálica muy superior a la que se puede lograr con pinturas orgánicas.

- El anodizado no es afectado por la luz solar. Sin embargo, todos los recubrimientos orgánicos pueden eventualmente fallar debido a la exposición a los rayos ultravioletas

Aplicaciones:

-El Aluminio Anodizado se aplica en la construcción para proteger perfiles y chapas contra la corrosión del medio ambiente, Obteniéndose al mismo tiempo interesantes aspectos decorativos para la construcción mediante procesos de coloración electrolítica, coloración por interferencia o coloración química.

- El anodizado del Aluminio, como pretratamiento antes de la electroforesis se utiliza principalmente en Japón y Corea, pero también en España existen instalaciones que aplican esta tecnología. Como pretratamiento, antes del Lacado en polvo, tiene su aplicación el Anodizado para evitar la corrosión filiforme.

- El Anodizado Duro se utiliza para mejorar la resistencia mecánica del Aluminio.
Aplicaciones frecuentes son para Pistones, Cilindros, Racores, Planchas de vapor, Menaje de cocina, etc. Para obtener una menor resistencia contra la fricción el Anodizado Duro puede recibir un tratamiento con teflón. Las aplicaciones más frecuentes son para casquillos, correderas hidráulicas, camisas de compresores etc.

Maquinaria para el anodizado

Rectificadores Para El Anodizado

La Construcción de los Rectificadores se realiza enteramente en cobre electrolítico. Los Rectificadores son fabricados y diseñados de acuerdo a las necesidades de cada instalación.

Rectificador Para El Anodizado En Duro

Debido a la tecnología del anodizado en duro estos rectificadores están equipados con una amplia electrónica que permite programar las diferentes fases del proceso modificaciones de: La onda de la corriente La densidad de la corriente El voltaje Los amperios El tiempo

Equipos De Coloración

Hay una amplia gama de Equipos para la coloración electrolítica del Aluminio previamente Anodizado. La tecnología esta basada en la aplicación de corriente DC/AC a un electrolito a base de Estaño, cobre y manganeso en medio ácido sulfúrico.

Electropulido

El electropulido es un tratamiento superficial mediante el cual el metal a ser pulido actúa como ánodo en una celda electrolítica, disolviéndose. Con la aplicación de corriente, se forma un film polarizado en la superficie metálica bajo tratamiento, permitiendo a los iones metálicos difundir a través de dicho film. Las micro y macro proyecciones, o puntos altos de la superficie rugosa, lo mismo que zonas con rebabas, son áreas de mayor densidad de corriente que el resto de la superficie, y se disuelven a mayor velocidad, dando lugar a una superficie más lisa, nivelada y/o rebabada. Simultáneamente, y bajo condiciones controladas de intensidad de corriente y temperatura, tiene lugar un abrillantamiento de la superficie.

En aleaciones, como el acero inoxidable, se tiene además la ventaja adicional que, al ser el hierro un metal que se disuelve fácilmente, se incrementa el contenido de cromo y níquel en la superficie, aumentando así la resistencia a la corrosión.-

En una escala macroscópica, el contorno de una superficie maquinada se puede considerar como una serie de picos y valles. La profundidad de los mismos y la distancia entre los picos dependen de los métodos utilizados para producir la superficie.-

En una escala microscópica, la superficie es aún más compleja, con pequeñas irregularidades sobrepuestas a los picos y valles.-

Con el fin de producir una superficie verdaderamente lisa, ambos tipos de irregularidades (macroscópicas y microscópicas) deben ser eliminadas.-

Así, las funciones de un proceso de pulido ideal se pueden distinguir como:

a) Alisado: eliminación de las irregularidades a gran escala (tamaño superior a 1 micrón).-

b) Abrillantado: remoción de pequeñas irregularidades de un tamaño inferior a centésimas de micrón.

El electropulido (o pulido electroquímico, o pulido electrolítico) funciona básicamente debido que, al disolverse el metal bajo la circulación de corriente, se forma una capa viscosa de productos de la disolución, la cual se va difundiendo lentamente en el baño electrolítico.-

El espesor de esta capa no es constante, siendo mayor en los valles; y como su resistencia eléctrica es superior a la de la solución de electropulido, conduce a una disolución preferencial de los picos, y a una nivelación de la superficie.

En la fig. nº 2 se puede apreciar una microfotografía de una superficie tratada con esmeril 180, aumentada 50 veces. En la fig. nº 3, la misma superficie, después de electropulida.

Ventajas Del Electropulido

Enfocado al acero inoxidable, el uso de este proceso permite obtener superficies lisas y brillantes, de condiciones sanitarias, debido a la ausencia de ralladuras que impiden el acceso a los productos de limpieza y se convierten en focos de contaminación por microorganismos.-

Desde el punto de vista técnico y económico, el pulido electroquímico permite:

- tratar piezas de forma irregular y de gran tamaño, en un tiempo corto y con gran ahorro de mano de obra.-

- aumentar la resistencia a la corrosión ya que el proceso permite eliminar las capas superficiales formadas por labores de laminación y pulido, dejando sobre la superficie terminada una capa de óxidos de cromo y níquel extremadamente delgada y transparente que le confiere una excelente pasividad en relación con numerosos reactivos químicos.-

- eliminar la coloración debida a procesos de soldadura o calentamiento, ahorrándose el proceso manual de su eliminación. Cabe señalar, sin embargo, que si se desea una terminación uniforme, se debe realizar un decapado previo con el desoxidante-pasivador que provee nuestra Empresa.-

- diminuir la tendencia en los líquidos y sólidos a adherirse a la superficie, mejorando los aspectos de limpieza y escurrido de las mismas, aspectos muy importantes en intercambiadores de calor, evaporadores, etc.-

- pulir piezas de formas intrincadas, en las que el pulido mecánico resulta inaccesible. Esto es posible lograrlo en un solo tratamiento, proporcionando un aspecto uniforme en toda la superficie, lo cual sería difícil de lograr mediante métodos convencionales.-

- disminuir el tiempo y costo del pulido, debido a la posibilidad de automatización del proceso, ahorro en insumos y mano de obra.-

Aplicaciones

De acuerdo con las características del proceso de electropulido explicado anteriormente, algunos de los posibles usuarios son:

- Industria alimenticia en general, fundamentalmente láctea, cervecera, vitivinícola y frigorífica.-

- Industrias químicas, del plástico, mecánicas, fotográfica, textil y del cuero.-

- Fabricantes de instrumental quirúrgico y odontológico.-

- Fabricantes de máquinas y elementos para la industria papelera.-

- Fabricantes de elementos ópticos, prótesis médicas, máquinas envasadoras, accesorios marinos, herramientas de corte, etc.

Maquina Para Electropulido

Maquina para limpiar, pulir y chorrear los cordones de soldadura en el acero inoxidable. También se pueden grabar logotipos con un fotolito.

Galvanizado

La función del galvanizado es proteger la superficie del metal sobre el cual se realiza el proceso. El galvanizado más común consiste en depositar una capa de zinc (Zn) sobre hierro (Fe); ya que, al ser el zinc más oxidable, menos noble, que el hierro y generar un óxido estable, protege al hierro de la oxidación al exponerse al oxígeno del aire. Se usa de modo general en tuberías para la conducción de agua cuya temperatura no debe rebasar los 60 ºC ya que entonces se invierte la polaridad del zinc respecto del acero del tubo y ése se corroe en vez de estar protegido por el zinc. Para evitar la corrosión en general es fundamental evitar el contacto entre materiales disemínales, con distinto potencial de oxidación, que puedan provocar problemas de corrosión galvaníca por el hecho de su combinación. Puede ocurrir que cualquiera de ambos materiales sea adecuado; lo que ocurre es que su combinación inadecuada es la que produce la corrosión. Uno de los errores que se comenten con más frecuencia es el del empleo de tuberías de cobre combinadas con tuberías de acero galvanizado. Si las de cobre, que es un material más noble, se sitúan aguas arriba de las de galvanizado, los iones cobre, que necesariamente existen en el agua, se cementarán sobre el zinc del galvanizado aguzas abajo y éste se oxidará; pero lo más grave es que en esos puntos en los que los iones cobre se ha depositado como cobre metálico sobre el galvanizado se ha producido una pila local Cu/Zn; a partir de ese momento se acelerará la corrosión del recubrimiento galvanizado en todos esos puntos hasta perforar el tubo de acero. Este fallo suele atribuirse a la mala calidad del galvanizado, por su mayor antigüedad, sin embargo se debe a la mala calidad del diseño; la causa de la corrosión ha sido la instalación de la tubería de cobre aguas arriba, que es la que ha provocado la corrosión del galvanizado, aguas abajo. Por el contrario, en el caso de que las tuberías de cobre se instalen al final de la red, es decir, aguas abajo de la tubería de galvanizado, no existe ese problema siempre que e garantice que no haya agua de retorno que después de pasar por el cobre pase por el galvanizado. En cualquier caso, es necesario colocar un manguito aislante entre el acero galvanizado de la instalación general y la tubería de cobre final para evitar el contacto galvanizado/cobre. Esta solución, sin embargo, es ineficaz en el caso anterior, tubería general de cobre y ramales finales de acero galvanizado. Aunque se elimine la corrosión en el punto de contacto entre ambos materiales, no se evitará la corrosión, porque ésta es debida a los iones cobre que transporta el agua, que producirán picaduras sobre toda la instalación de galvanizado aguas abajo, tal como se ha explicado.

Aplicaciones:

-Se recubren estas piezas con fines principalmente decorativos

- la hebillas

- botones

- llaveros

-artículos de escritorio

-Y un sinfín de productos son bañados en cobre, níquel, plata, oro, bronce, cromo, estaño, etc.. En el caso de la bisutería se utilizan baños de oro (generalmente de 18 a 21 quilates). También se recubren joyas en metales más escasos como platino y rodio.

En los procesos de galvanizado se utilizan los siguientes elementos:

Fuente de alimentación: es un transformador que baja el voltaje de 380 V, 220 V ó 110 V a tensiones menores (de 0,1 a 12 V). Además, estos equipos poseen semiconductores (placas de selenio, diodos y últimamente tiristores) que transforman la corriente alterna, en corriente continua, que es la que se utiliza para estos procesos.

Esta fuente debe tener en lo posible un sistema de regulación de voltaje, puesto que cada proceso tiene un rango de tensión en el que el resultado es óptimo.

Electrolito: es una solución de sales metálicas, que serán las que servirán para comenzar el proceso entregando iones metálicos, que serán reemplazados por el ánodo.

Por ejemplo, los baños de niquelado se componen de sulfato de níquel, cloruro de níquel y ácido bórico. Los baños de cincado contienen cianuro de sodio, hidróxido de sodio y soda cáustica (los alcalinos) o cloruro de cinc, cloruro de potasio y ácido bórico (los ácidos).

Además se agregan a los electrolitos sustancias orgánicas como tensoactivos, agentes reductores y abrillantadores: sacarina sódica, trietanolamina, formalina, urea, sulfuro de sodio, carboximetilcelulosa y varios tipos de azúcares (derivados por ejemplo de extractos del jarabe de maíz).

Ánodos: son placas de metal muy puro, puesto que la mayoría de los procesos no resisten las contaminaciones: níquel 99,997 %; cobre 99,95 %; zinc 99,98 %. Cuando un ion entrega su átomo de metal en el cátodo, inmediatamente otro lo reemplaza desprendiéndose del ánodo y viajando hacia el cátodo. Por lo que la principal materia prima que se consume en un proceso de galvanizado es el ánodo.

Proceso de Galvanizado

1) Desengrase: Las piezas se someten a desengrase en soluciones alcalinas o un agente desengrasante eliminador de grasa, polvo y suciedad

2) Decapado: En esta etapa se eliminan los óxidos formados, a fin de obtener una superficie químicamente limpia. Generalmente el decapado se realiza en una solución de ácido clorhídrico o ácido sulfúrico

3) Uso De Flux: Esta sal (cloruro de zinc y amonio) protege la pieza de la oxidación después del decapado, además de permitirle al zinc deslizarse sobre el acero

4) Galvanización: Esta operación se realiza sumergiendo la pieza en un baño de zinc fundido a 450° C de temperatura, aproximadamente (el espesor del recubrimiento es proporcional al tiempo de inmersión).

5) Inspección: Las piezas se someten a inspección a fin de verificar que cumplan con las especificaciones solicitadas por el cliente (espesor del recubrimiento).

Pasivación

La capa pasivante impide la interacción entre el metal y el agente externo actuante, de modo que cualquier reacción química o electroquímica se reduce o queda anulada.

No debe confundirse inmunidad con pasivación, ya que en la primera el metal base es por sí mismo resistente a la acción de la corrosión, por ejemplo el oro y el platino, que no se oxidan fácilmente y por eso se les denomina metales nobles.

Existen casos en que la capa pasivante se forma en contacto con el agente externo, por ejemplo el aluminio.

En contacto con el ambiente, la superficie se oxida espontáneamente para formar una capa transparente e impermeable de alúmina Al2O3 tipo cerámica, adherente y muy congruente. Por ello, aunque el aluminio es termodinámicamente muy reactivo, la capa pasivante le brinda una efectiva protección contra de la corrosión en condiciones ordinarias.

No siempre la formación de una película pasivante se limita a la oxidación de un metal base. Existen casos en que la película pasivante se forma por reducción. Esto puede ser producto de la reducción electroquímica de algún óxido o sulfuro.

Todas las superficies de acero inoxidables se encuentran protegidas por una capa normal e invisible de oxido de cromo. Esta capa es la encargada de evitar que el oxigeno del aire reaccione con el hierro presente y se evite el deterioro del material. Inclusive, si el la superficie llegara a sufrir deterioro por ralladuras (por ejemplo), esta capa se autoregeneraría inmediatamente debido a la fácil afinidad del cromo presente con el oxigeno.

La capa pasivadora es de apenas unos átomos de espesor y es la que evita precisamente, que los aceros inoxidables no necesiten tener ningún recubrimiento adicional. Si esto no funcionara de esta forma no tendría sentido llamara a estos aceros inoxidables.

De esto podemos analizar que si un acero no presenta condiciones de pasividad, no sería entonces un acero inoxidable por definición.

Pavonado

El pavonado consiste en la aplicación de una capa superficial de óxido abrillantado, de composición principalmente Fe2O3 de color azulado, negro o café, con el que se cubren las piezas de acero para mejorar su aspecto y evitar su corrosión.

Los orígenes del pavonado son un tanto inciertos, remontándose a cerca de tres siglos. Lo que sí se conocía es que calentando el acero hasta alcanzar un tono azulado y sumergiéndolo en aceite, aumentaba considerablemente su resistencia a la herrumbre.

Existen dos métodos de pavonado: el ácido y el alcalino. El ácido es sin duda el método que proporciona mejor calidad, durabilidad y aspecto. Pero requiere mucho tiempo para lograr el resultado deseado. Se obtiene mediante la aplicación de ácidos que proporcionan una oxidación superficial de gran adherencia y durabilidad.

En cambio el alcalino es mucho más fácil de lograr y en muy poco tiempo, por lo que es el método utilizado habitualmente.

Aplicaciones

El pavonado es especialmente adecuado para la industria de automoción, la fabricación de herramientas y la ingeniería mecánica. En estos sectores la capa de conversión negra mejora las piezas estampadas y curvadas, así como las torneadas y las mecanizadas por arranque de viruta.

Instalación automatizada de pavonado

Cromado

El cromado es un galvanizado, basado en la electrólisis, por medio del cual se deposita una fina capa de cromo metálico sobre objetos metálicos e incluso sobre material plástico. El recubrimiento electrolítico con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosión, mejorar su aspecto y sus prestaciones.

El llamado cromo duro son depósitos electrolíticos de espesores relativamente grandes (0,1 mm) que se depositan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de depósitos especialmente en asientos de válvulas, cojinetes cigüeñales ejes de pistones hidráulicos y en general en lugares donde se requiera bastante dureza y precisión.

El cromo brillante o decorativo son finas capas de cromo que se depositan sobre cobre, latón o níquel para mejorar el aspecto de algunos objetos. La grifería doméstica es un ejemplo de piezas cromadas para dar embellecimiento.

El cromo tiene poco poder de protección, menos aun si las capas que se depositan son tan delgadas como una micra. Por ello las superficies a cubrir deben estar bien pulidas, brillantes y desengrasadas. El cromo se aplica bien sobre el cobre, el níquel y el acero, pero no sobre el zinc o la fundición.

Procedimiento de cromado

En un baño electrolítico de cromo se disuelve ácido crómico en agua en una proporción de 300 gramos por litro y se añade 2 gramos por litro de ácido sulfúrico. Se emplea como ánodo un electrodo de plomo o grafito. El plomo sirve como ánodo porque se forma una placa de óxido de plomo que es conductor pero que impide que se siga corroyendo por oxidación anódica. Al contrario que en otros baños como los del níquel el cromo que se deposita en el cátodo procede del ácido crómico disuelto y no del ánodo, por lo que poco a poco se va empobreciendo en cromo la solución. Con el uso el cromo se va agotando y hay que reponerlo añadiendo más ácido crómico.

(Monografía/Internet)

Niquelado

El niquelado es un recubrimiento metálico de níquel, realizado mediante baño electrolítico , que se da a los metales, para aumentar su resistencia a la oxidación y a la corrosión y mejorar su aspecto en elementos ornamentales.

Hay dos tipos de niquelado: Niquelado mate y Niquelado brillante.

El niquelado mate se realiza para dar capas gruesas de níquel sobre hierro, cobre, latón y otros metales ( el aluminio es un caso aparte) es un baño muy concentrado que permite trabajar con corrientes de 8 - 20 amperios por decímetro cuadrado, con el cual se consiguen gruesas capas de níquel en tiempos razonables.

Los componentes que se utilizan en el niquelado son: Sulfato de níquel, cloruro de níquel, ácido bórico y humectante

El niquelado brillante se realiza con un baño de composición idéntica al anterior al que se le añade un abrillantador que puede ser sacarina por ejemplo. Para obtener la calidad espejo la placa base tiene que estar pulida con esa calidad. La temperatura óptima de trabajo está entre 40 y 50 ºC, pero se puede trabajar bien a la temperatura ambiente.

En los baños de niquelado se emplea un ánodo de níquel que se va disolviendo conforme se va depositando níquel en el cátodo. Por esto la concentración de sales en el baño en teoría no debe variar y esos baños pueden estar mucho tiempo en activo sin necesidad de añadirles sales.

Si en vez de emplear un ánodo de níquel se emplea un ánodo que no se disuelva en el baño ( platino, plomo ... ) las sales de níquel se convertirán por efecto de la electrólisis paulatinamente en sus ácidos libres, sulfúrico y clorhídrico, con lo que se producirán dos fenómenos, una disminución del pH ( aumento de la acidez) y una disminución de la concentración de sales, esto llevara a la progresiva perdida de eficiencia del baño. Por esto los baños con ánodo inactivo no pueden aprovechar todo el níquel que llevan en disolución y cuando han consumido aproximadamente el 50% del níquel en sales disueltas se tornan ineficientes y sus depósitos no son buenos.

Proceso de niquelado

Según sea el tamaño de las piezas se emplean diversos métodos de niquelado, para las piezas pequeñas se utilizan tambores rotativos y se tratan a granel. El niquelado en bastidor o ganchera se aplica cuando la pieza a tratar es de un tamaño considerable, y queremos evitar rozamientos en la superficie del material. La pieza es colgada en bastidores adaptados a su geometría, se limpia su superficie para asegurar una buena deposición del metal, y se somete a un proceso electrolítico de recubrimiento en medio con el que se obtiene muy buena distribución del recubrimiento y las piezas grandes se sujetan en bastidores y se sumergen en los baños de niquelado.

Plateado

El proceso de plateado aplicado tanto en las instalaciones de bombo como en la de bastidor, consiste en un electrolito de tipo alcalino que permite obtener recubrimientos de plata de brillo espectacular a cualquier espesor. Los depósitos de plata obtenidos con este proceso son de gran pureza, y presentan una elevada dureza combinada con una excelente ductilidad. La elevada pureza de la plata depositada hace apto este proceso para piezas enfocadas a todo tipo de aplicaciones, desde contactos eléctricos que requieren elevada con proceso de plateado en baño electrolítico de piezas de material cerámico o vitro cerámico. Consiste en pintar sobre la pieza el motivo a platear con pinturas conductoras, uniendo dicha parte pintada al ánodo de la cuba electrolítica. El baño de la cuba es a base de cianuro con un contenido entre 15 y 25 gramos de plata por litro, al que se añade una cantidad de cianuro doble de plata y potasio, equivalente a los gramos de plata de un libro de baño, y un exceso de cianuro potasico equivalente a 0,6 o 0,9 del cianuro potasito contenido en el cianuro doble. El cianuro evita el ataque o disolución de la pintura conductora, y su defecto o exceso se conoce por una coloración marrón o blanca de los ánodos. Las perdidas de cianuro se producen continuamente por absorción por el carbónico de la atmósfera, y se debe evitar cualquier agitación del baño que la fomentara; para compensarlo se añade de 0,5 a 1 gramo por litro de solución acuosa, de amoniaco puro. Para obtener depósitos lisos es importante la limpieza del baño; hay que evitar jabón, agua natural y otros productos comerciales que envenenen el baño; también es muy importante la densidad de corriente. Actividad y resistencia a la temperatura, hasta objetos decorativos.

(Patentados/Internet)

Plastisol

El plastisol es la mezcla de una resina (PVC), de un plastificante y otros aditivos que se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente con propiedades visco-elásticas, es de color blanquecino (cuando no hay pigmento).

Este compuesto, bajo la acción del calor (160º - 200º C), deja su estado líquido inicial para pasar a un estado sólido, sin pérdida de peso ni cambio de volumen notable.

El plastisol se utiliza como recubrimiento superficial: puede colorearse, y tener texturas, y es resistente a la abrasión, la corrosión y la electricidad. Mediante distintos estabilizantes y aditivos puede mejorar su resistencia a la luz, al calor, o adquirir propiedades (retardantes de llama), para cubrir gran variedad de especificaciones.

Componentes:

Estabilizantes: carbonatos y silicatos de calcio.

Plastificantes: (conc.>80%): ftalatos y adipatos orgánicos.

Cargas: óxido de titanio, óxido de plomo.

Algunos ejemplos:

(Quiminet/Internet)

CONCLUSIÓN:

En la presente investigación se presentaron diferentes metodos de acabado superficial en la cual se pudo observar que hay una gran variedad de procesos y recubrimientos para la obtención de acabados deseados en los cuales puede variar desde el precio, la utilización para lo que se desea utilizar y la antigüedad, así que se debe de tener mucha atención en el cual se utiliza ya que algunos son mejores que otros y dan un mejor resultado, y claro que por conveniencia se deseara el mas económico. Esta investigación fue muy interesante ya que uno no se pone a pensar todo el proceso que viene detrás de cualquier pieza desde una de trabajo hasta una que se tiene en el hogar, haciendo que uno tenga una mayor visión y no solo quedarse con lo poco que se sabe sino ver mas haya de lo simple que parezca ser algo.

También se pudo observar que unos dependen de otros o más bien que son la continuación del anterior, utilizando varia maquinaria, herramienta y sustancias.

Bibliografía:

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