Comparison of heat effects associated with metal cutting method on ST 37 alloy steel

Comparación de los efectos del calor asociados al método de corte de metal en el acero aleado ST 37

En este estudio, examinando los efectos del calor en la superficie de corte del material formado por los procesos, tales como Plasma, Láser, Erosión por hilo aplicados sobre material de acero aleado St 37, se ha determinado que el mínimo daño por corte se produce en el proceso de erosión por hilo.

INTRODUCCIÓN

Además de ganar tiempo en la fabricación, los problemas creados en la estructura externa e interna del material procesado por la tecnología actual utilizada en el procesamiento de metales, tienen una importancia no desdeñable. Se han examinado los efectos de corte asociados al método tecnológico utilizado.

En el estudio de optimización realizado para la selección de los parámetros de procesamiento de la erosión por hilo, se determinaron los factores importantes que afectan al rendimiento del procesamiento mediante el método de diseño experimental de Taguchi y el análisis de la varianza [1]. El procesamiento con erosión por hilo permite procesar piezas de moldes con gran precisión de medida, después de someterlas a un tratamiento térmico, ya que los materiales duros, cuya fabricación es muy difícil según los métodos de procesamiento clásicos, pueden procesarse siempre que sean conductores [2]. En la erosión por hilo, generalmente, se produce una capa dura y grietas capilares en la superficie de la pieza de trabajo dependiendo de las condiciones de procesamiento realizadas y de las características térmicas del material [3]. En la erosión por hilo, la viruta se retira de la pieza mediante energía electrotérmica, por lo que la relación de mecanizado depende de la conductividad eléctrica y del calor de fusión de la pieza [4]. Los parámetros del gas, los parámetros de la fuente de alimentación y la velocidad de corte son parámetros importantes para el corte por plasma [5]. Una rugosidad superficial que aumenta dependiendo de la profundidad de corte es inevitable al igual que el corte por láser, plasma, plasma subacuático y fl ame de oxígeno [6]. Durante el corte por láser y plasma, se producen alteraciones estructurales en las superficies de corte, que poseen un alto grado de dureza y se procesan con dificultad, debido a la energía térmica utilizada [7].

El objetivo de este estudio es examinar la dureza y la alteración de la microestructura que se produce en el borde de corte del material debido al calor formado por el método utilizado en el proceso de corte de metales y determinar el método de corte más productivo.

MATERIALES Y MÉTODOS

En los estudios experimentales realizados, se utilizó una muestra de acero aleado St 37, que se utiliza habitualmente en muchas fases de la fabricación en la industria pesada. Como se ilustra en la Figura 1, el tamaño de la muestra es de 20 x 20 x 15 mm y sus propiedades químicas se indican en la Tabla 1. La muestra preparada se cortó mediante plasma, láser y métodos de erosión por hilo de tecnologías de corte avanzadas.