Effect of the Coating Welding Geometry on the Wear of Low Carbon Steel in Contact with Sugarcane Bagasse

Efecto de la geometría de los depósitos de soldadura de recubrimiento en el desgaste de acero bajo al carbono en contacto con bagazo de caña de azúcar

En la presente investigación se determinó el efecto de la geometría de depósitos de soldadura en el desgaste de mazas de acero de molinos de caña, recubiertas con una capa de soldadura de acero inoxidable y pepas de fundición blanca de alto cromo. Se construyó un prototipo que permite simular el par tribológico acero bagazo, partículas minerales observadas en los molinos de caña de azúcar. Como geometría de depósitos de soldadura se evaluaron pepas radiales variando la distancia entre ellas (paso) y su ángulo de inclinación (B). Como materia extraña mineral se empleó sílice con granulometría AFS 50/70. El desgaste se midió como la pérdida de peso en las probetas. Se utilizó microscopia electrónica de barrido para analizar las superficies desgastadas. Se encontró que el desgaste aumenta rápidamente en tempranas distancias de deslizamiento y tiende a amortiguarse y ser constante a medida que aumenta el recorrido de fricción. Se determinó que la geometría ejerce un efecto en el desgaste. Los mecanismos de desgaste encontrados en las superficies fueron microdeformación plástica o ploughing y microcorte o cutting generados por las partículas de sílice.

INTRODUCCIÓN

Una de las etapas del proceso de producción de azúcar es la extracción de jugo, es decir, la separación de la sacarosa y la fibra de la caña a través de la molienda. No obstante, el proceso de molienda se ve afectado por el desgaste que se presenta en las mazas de los molinos, que genera una extracción insuficiente de jugo de la caña y pérdida de agarre en las mazas, lo cual dificulta la alimentación en los molinos.

El desgaste de la superficie de la maza se debe principalmente a la abrasión producida por el contenido de materia extraña mineral en la caña (Aguilar, 2003; Casanova y Aguilar, 2008). El desgaste hace que la superficie de la maza pierda su rugosidad y que, así, disminuya el agarre (Casanova y Aguilar, 2008). Ello acelera el proceso de desgaste y merma el desempeño del molino.

Las fundiciones de alta aleacion tienen una mayor tendencia a fisurarse durante la aplicación de soldadura, lo cual puede ocurrir en estado sólido o durante la solidificación. En estado sólido se presenta debido a la baja ductilidad de uno de los componentes y a la presencia de esfuerzos, por el gradiente térmico y la diferencia de fases. Normalmente, este tipo de fisuración puede reducirse con un precalentamiento de la pieza o con la aplicación de una capa intermedia (colchón) capaz de absorber esfuerzos y evitar que se transmitan al material de aporte (Chatterjee y Pal, 2006).​