Determination of bond strength between the hard-faced (HF) layer and the base material (BM) of forging dies

Determinación de la fuerza de adherencia entre la capa de revestimiento duro (HF) y el material base (BM) de las matrices de forja

En este artículo se señalan las complejas condiciones de trabajo de las matrices de forja, que son las causas más frecuentes de sus daños, y se proponen procedimientos adecuados de reparación del recargue duro. Se ha medido la resistencia al cizallamiento entre la capa de recargue duro y el metal base utilizando una herramienta especialmente desarrollada, y se ha establecido una correlación entre los resultados obtenidos y la tecnología de recargue duro aplicada.

INTRODUCCIÓN

La mejora del rendimiento y la prolongación de la vida útil de los componentes y maquinarias industriales requieren a menudo diferentes tipos de reparación, especialmente en el caso de piezas grandes y pesadas [1-15]. La deposición por soldadura de aleaciones de recargue duro se emplea habitualmente en la industria para aumentar la vida útil de los componentes sometidos a diferentes tipos de desgaste [6,7]. La vida útil de las matrices, utilizadas para la producción de piezas forjadas, es variable y viene determinada por la tasa de desgaste, la deformación plástica y la fatiga térmica y mecánica. Estas herramientas están sometidas a temperaturas extremas a altas presiones unitarias, durante cortos periodos de tiempo, y deben soportar múltiples ciclos manteniendo la estabilidad dimensional. En [14] se analizó la aparición de daños en un par de matrices de forja en caliente. Se detectaron tres mecanismos de desgaste en las superficies de las matrices: fatiga térmica, fatiga mecánica y abrasión. En [14] se analizan un par de cuestiones importantes en el análisis de fallos de matrices de forja en caliente para componentes de automoción, principalmente a partir de los resultados experimentales de los propios autores. En este trabajo, se ha evaluado la tecnología óptima de reparación de las matrices de forja, basándose en la resistencia al cizallamiento. Dado que algunas partes de las matrices de forja están extremadamente expuestas al cizallamiento durante la forja en caliente, es vital establecer una relación entre la resistencia al cizallamiento del material base (BM) y la capa de recargue duro, la tecnología de recargue duro y el tratamiento térmico. Para ello, se construyó una herramienta especial montada en una máquina universal de ensayos que permite estimar las capacidades portantes absolutas y relativas de las secciones transversales características. Este documento también trata las causas más frecuentes de daños, los tipos de acero utilizados para las matrices de forja, la elección de la tecnología de recargue y los metales de aportación. Todas las pruebas se realizaron en el mismo material que las matrices de forja, lo que permite correlacionar los resultados con el procedimiento y la tecnología de recargue elegidos.