The microstructure infl uence on the chip formation process of Al-Cu alloy cast conventionally and in semi solid state

La influencia de la microestructura en el proceso de formación de viruta de la aleación Al-Cu fundida convencionalmente y en estado semisólido.

Para muchas aleaciones metálicas, el proceso de corte del metal va acompañado de una extensa deformación plástica y fractura. Para estudiar este proceso, se utilizan muestras de sección de parada rápida de formación de viruta de aleación hipoeutéctica Al-Cu, ya sea como aleación de fundición convencional o como "metal semisólido". El tipo de formación de viruta se clasifica según el mecanismo de formación y propagación de la grieta. Durante el corte, en todas las probetas utilizadas, se obtienen virutas casi continuas con borde acumulado (BUE). La formación de BUE es indeseable ya que se trata de un cuerpo muy deformado con una parte superior semiestable que se rompe periódicamente dando lugar a una mala calidad de la superficie de la pieza.

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones de aluminio-cobre ofrecen una gran resistencia y una excelente ductilidad, valores que se aproximan a los de algunas calidades de fundición dúctil y que son significativamente superiores a los de la familia Al-Si-Mg. Tienen una serie de aplicaciones potenciales en la industria del automóvil para reducir el peso de los vehículos, como los nudillos de suspensión de los automóviles, los brazos de control de los vehículos y las piezas portadoras de los diferenciales, así como las piezas de fundición aeroespaciales y militares [1]. Sin embargo, esta aleación es muy difícil de fundir debido a su tendencia al desgarro en caliente. El desgarro en caliente es un grave defecto de fundición que se produce generalmente cuando la fundición se solidifica y se contrae en condiciones que impiden la libre contracción de las piezas fundidas. Para superar este problema, se puede utilizar una colada por gravedad semisólida. El material producido por esta tecnología se denomina "metal semisólido" (SSM). Rheocast produce metal semisólido que reduce la tendencia al desgarro en caliente, ya que la lechada posee una estructura fi na y no dendrítica. Además, los metales parcialmente solidificados dan lugar a una menor contracción de la solidificación [2, 3]. Las características y los beneficios potenciales de SSM se presentan en la Tabla 1 [4].

En general, el mecanizado por arranque de viruta es el proceso más común en la producción de piezas mecánicas. El proceso de corte es adecuado para el mecanizado de casi todos los materiales (ferrosos y no ferrosos, blandos y duros, dúctiles y quebradizos, etc.). La maquinabilidad de los materiales es una característica muy importante de los materiales y expresa la capacidad de mecanizado con los métodos más económicos [5, 6].

Las características de las piezas de las máquinas (como la duración, la fatiga, el desgaste, etc.) no sólo dependen de la forma constructiva, sino también del estado de la capa superficial tras el corte del metal. Los parámetros y fenómenos, como el estado y la calidad de la capa superficial, la temperatura de corte, las fuerzas de corte, etc., están estrechamente relacionados con la geometría y la forma de la viruta [6].