The influence of the carbon content on the machinability of sintered valve plates

Influencia del contenido de carbono en la maquinabilidad de los platos de válvula sinterizados

La calidad de las placas de válvula sinterizadas procesadas depende de varios factores derivados tanto de las características de la materia prima como del proceso de rectificado. El cambio del material de la placa de válvula se define en función de los requisitos para reducir el precio del material de entrada. Este documento examina el impacto del contenido de carbono en la maquinabilidad de las placas de válvula sinterizadas. En la evaluación se ha prestado la máxima atención a los parámetros críticos para la calidad (CTQ - critical to quality), y ello utilizando las herramientas estadísticas Minitab.

INTRODUCCIÓN

De acuerdo con los requisitos de los clientes para abaratar el precio de los compresores domésticos, se ha establecido que los platos de válvula sinterizados (figura 1) con menor contenido de carbono serían un 20 % más baratos que el precio actual: 0,45 en lugar de 0,54 euros por producto.

La variante existente del plato de válvula es de material sinterizado, de estructura perlítica, con un contenido de carbono ≥ 1,2 %. El contenido de carbono necesario tras el cambio debe ser de ≥ 0,8 %. Es necesario determinar si el cambio en la composición tendrá alguna influencia en la maquinabilidad de los materiales y, en consecuencia, en la calidad del producto final, y en qué medida. Se ha tomado como criterio de decisión la planitud de la superficie de un plato de válvula. Los parámetros de apoyo son la estructura del material y el grado de desgaste de la superficie tras una prueba de desgaste de 4000 horas. Ambos parámetros de apoyo se tratarán visualmente.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

La sinterización es un tratamiento térmico de productos tras el prensado de mezclas de polvo previamente preparadas. Debido a la complejidad de la preparación del polvo, su impacto no será considerado en este trabajo [1].

La elección del tiempo y la temperatura óptimos se realiza mediante el método de experimentación ("probar y reparar"). Los experimentos se repiten tantas veces hasta que el producto no obtiene las propiedades requeridas [2].

A menudo es necesario un tratamiento mecánico adicional del producto después de la sinterización. En el caso de los platos de válvula, a veces quedan restos de sinterizado, y eso en el orificio de succión o en el de descarga (Figura 2).

En el caso de los restos visuales, se pueden eliminar mediante cepillado, que realiza el proveedor de materia prima. A veces ocurre que los restos en la producción en serie son menos visibles y no pueden eliminarse mediante los procedimientos de tratamiento de los platos de válvula (esmerilado, cepillado, lavado). Esto puede provocar el desgaste del compresor, el agrietamiento de las válvulas, etc.

La investigación preliminar ha demostrado que la frecuencia de aparición de los residuos de sinterización no depende de los cambios en el contenido de carbono.

Basándonos en los requisitos de especificación relativos a la reducción del contenido de carbono (Tabla 1) [3], comprobamos que se produce un cambio de material: de acero hipereutéctico a acero eutéctico [4].