Abrasive wear resistance of a quenched and sub-zero treated high-chromium white cast iron

Resistencia al desgaste abrasivo de una fundición blanca de alto cromo templada y tratada bajo cero

El estudio que se presenta en este artículo se centra en el desarrollo de una microestructura de este tipo en fundición con alto contenido en cromo (24 % Cr) que garantice una elevada resistencia al desgaste abrasivo de los insertos de las matrices utilizadas para fabricar piezas estampadas a partir de materiales refractarios. Se comprobó que al aumentar la velocidad de enfriamiento de la fundición como consecuencia de la interacción térmica con el enfriamiento, es posible obtener precipitados finos de carburo con morfología diversificada, ricos en Cr y Fe, que contienen Mo y Si. La matriz en las regiones de interacción térmica con el frío estaba enriquecida en Cr y Mo, pero empobrecida en Fe y Si. El proceso de tratamiento bajo cero se desarrolló para asegurar la presencia de productos de endurecimiento en la matriz. La estructura obtenida del hierro fundido con alto contenido en cromo ha hecho que las plaquitas sean más resistentes al desgaste abrasivo en comparación con los aceros para herramientas después del tratamiento de hear utilizados anteriormente.

INTRODUCCIÓN

Los ladrillos refractarios utilizados en las industrias metalúrgicas se fabrican con agregados de 85 % Al₂O₃ - 11 % MgO, que contienen también TiO₂, SiO₂, CaO, Fe₂O₃, con una granulometría comprendida entre 2,7 y 3,7 mm (figura 1), que presentan una resistencia mecánica y una resistencia al choque térmico especialmente elevadas. Los ladrillos se obtienen mediante la cocción de un semiproducto denominado estampación. Las partículas de masa de las que están formados los stampings se caracterizan por tener aristas vivas y un valor de dureza de 1 746 HV0,5.

Durante el moldeo a presión, las superficies laterales de las piezas estampadas se reproducen mediante insertos de matriz, mientras que sus superficies superior e inferior se forman mediante punzones inferiores y caras de émbolo que ejercen una presión de hasta 15 kN. Los insertos de las matrices están sujetos a desgaste causado por arañazos producidos por granos agregados (Figura 2).

Se ha comprobado que en el caso de la superficie de la plaquita mostrada en la figura 2, la profundidad de los arañazos se situaba entre 0,5 y 2,5 mm. Una cuestión interesante consistió en la determinación de la fuerza a la que se rayaron los insertos con granos agregados. Resultó que para hacer arañazos de esa profundidad utilizando el aparato de ensayo de rayado equipado con un penetrador de diamante con radio de punta de 200 μm y ángulo de vértice de 120°, era necesario aplicar una fuerza de 5 N y 20 N, respectivamente. Esto sugiere que los granos agregados se presionan contra las superficies de inserción con la fuerza que cae dentro de este mismo rango.

Para series de producción largas, algunos fabricantes recubren los insertos de las matrices con placas de carburos sinterizados, normalmente WC - Co.