Integridad superficial obtenida mediante electroerosionado y electropulido

Abstract

Para la fabricación de componentes mecánicos se suelen emplear distintas operaciones de mecanizado basadas en los procesos de arranque de viruta. En componentes de materiales de alta resistencia, endurecidos, con superficies de geometría compleja que requieren altos niveles de acabado e integridad superficial, los procesos de fabricación convencionales no son adecuados. Por esto mismo, surgen los métodos no convencionales, los cuales utilizan energía térmica, eléctrica o electroquímica, como es el caso del electroerosionado y electropulido. El proceso de electroerosión remueve material de la superficie mediante descargas eléctricas pulsantes, que generan altas temperaturas, fundiendo o vaporizando el material. Según la forma del electrodo y el movimiento relativo entre el electrodo y la pieza, se pueden encontrar diferentes procesos como: electroerosión por penetración (EDM) y electroerosión por hilo (WEDM). El proceso de electropulido remueve finas capas de material mediante una oxidación controlada en la pieza, siendo utilizado para mejorar el acabado superficial. En este trabajo se aborda la aplicación de dichos procesos sobre dos aleaciones metálicas de uso creciente en la industria local, para los cuales se requiere de información confiable. Dichos materiales son: acero inoxidable AISI 316L y aleación de titanio grado V (Ti-6Al-4V). El primero tiene una gran aplicabilidad e importancia en la industria alimenticia y farmacéutica debido a la necesidad de tener superficies resistentes a la corrosión y lisas para facilitar su limpieza. Por otro lado, la aleación de titanio Ti-6Al-4V se utiliza para implantes por su buen comportamiento mecánico y resistencia a la corrosión. Se tomaron valores de referencia de trabajos anteriores y se variaron ciertos parámetros operativos para observar las diferencias en el acabado e integridad superficial de las muestras y determinar si cumplen los requerimientos. En los ensayos de electroerosión por penetración, se dispuso a analizar la polaridad, el dieléctrico, el tipo de electrodo y la densidad de corriente. En el proceso de electroerosión por hilo, solo fue posible variar la potencia aplicada (combinación de intensidad de corriente, duración de pico y tiempo de relajación) durante el ensayo. Para la realización de los ensayos de electropulido, se analizaron las diferentes variables operativas: el electrolito, la temperatura, la densidad de corriente y el tiempo de ensayo. Los resultados obtenidos en las superficies electroerosionadas indican qué parámetros son óptimos durante el ensayo. Por ejemplo, el ensayo en titanio con agua destilada como dieléctrico resultó ser más enérgico mientras que en el ensayo de acero inoxidable resultó serlo con kerosene. Por otro lado, se evidenció la formación de óxidos en algunas superficies por los colores observados en el microscopio, las altas durezas y las fases observadas por difracción de rayos x. La aplicación de electropulido en estas superficies resultó muy buena en Ti-6Al-4V donde se obtuvieron superficies con perfiles de rugosidad significativamente atenuados, con disminuciones de la rugosidad media aritmética de hasta el 85%. En 316L no se alcanzó el mismo resultado ya que los perfiles de rugosidad no mostraron diferencias significativas antes y después del proceso. Mail de los autores MaríaValentina Gonzalez <mvalegonzalez@hotmail.com>