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Fallas en laton - Metalurgia de las fundiciones (USACH)

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Principales fallas en latón (Cu-Zn)
-Fallas de colada
-Fallas de extrusión
-Fallas de servicio

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Fallas en laton - Metalurgia de las fundiciones (USACH)

  1. 1. Metalurgia de las Fundiciones Principales fallas en latón (Cu-Zn) 1. Fallas de colada. 2. Fallas de extrusión. 3. Fallas de trefilado. 4. Fallas de servicio. Inducidas medioambientalmente. Por deformación en frío. Por deformación en caliente. 1. Fallas de colada. Son producidas principalmente por impurezas que generan grietas y discontinuidades después de la extrusión y trefilación. El Bismuto, puede generar grietas intergranulares, favoreciendo el fisuramiento en trabajo en caliente. Las inclusiones en base Sodio pueden producir discontinuidades en la superficie e interior de las barras de latón. MEJORAMIENTO: CONTROL DE LAS IMPUREZAS Y DETERMINAR COMPOSICION DE LA MATERIA PRIMA.
  2. 2. 2. Fallas de extrusión. Extrusión Directa El metal es extrudido a través del dado abriéndolo hasta que sólo queda una pequeña cantidad. Extrusión Indirecta Parte extruida es forzada a través del vástago apisonador. La principal falla de extrusión es el defecto de cola, la cual es una cavidad que aparece al final de la barra extruida. Al aumentar la fricción entre el billet y el contenedor, aumenta el flujo de metal no uniforme, causando una diferencia de velocidades entre el metal del centro del billet y el de la superficie, esta diferencia atrae a los óxidos de la superficie al centro, lo que causa que las capas sucesivas del metal no puedan soldarse, provocando las discontinuidades y el defecto en el centro de la barra.
  3. 3. MEJORAMIENTO: ELIMINAR CIERTO LARGO DE LA BARRA Y MANTENER EL VASTAGO DEL CONTENEDOR LIMPIO Y FRECUENTEMENTE LUBRICADO. Falla de extrusión directa, defecto de cola. Otra falla que ocurre durante la extrusión, es el fisuramiento en caliente que genera una grieta a lo largo de la extrusión, esta es provocada por el sobrecalentamiento, debido a que la temperatura del billet aumenta con el roce, lo genera un aumento de temperatura en una zona de segregación provocando el fisuramiento. Micrografías mostrando grietas de fisuramiento en caliente de barras.
  4. 4. Micrografías Fisuramiento en caliente que induce exfoliación MEJORAMIENTO: DISMINUIR LA TEMPERATURA Y VELOCIDAD DE EXTRUSION.
  5. 5. 3. Fallas de trefilado. La primera falla que puede ocurrir en el trefilado, es el agrietamiento de las barras en las aristas, causado por una concentración de esfuerzos en ella, en el enrollado y desenrollado de las barras. a) Representación esquemática de orilla agrietada, barra hexagonal C38500. b) Estéreo micrografía de orilla agrietada. c) Detalle de b). Micrografía sección longitudinal de aleación C38500 en barra hexagonal, mostrando propagación de grietas. MEJORAMIENTO: DISMINUIR EL TRABAJO EN FRIO DE PREENROLLADO.
  6. 6. Otra falla que puede ocurrir en el trefilado son las grietas internas o Chevron, las que pueden ser producidas por el roce excesivo entre el dado y el material y la reducción de área durante el trefilado. MEJORAMIENTO: APROPIADA LUBRICACION DEL DADO Y CONTROL DE REDUCCION DEL AREA ENTRE EL 10 Y 15% 4. Fallas de servicio. Las fallas de servicio son aquellas fallas producidas durante la producción al manufacturar. Existen 3 tipos: Fallas medioambientales. Fallas por deformación en frío. Fallas por deformación en caliente. 4.1 Fallas medioambientales. Existen dos: 4.1.1 La corrosión bajo tensión 4.1.2 La corrosión por descincificación
  7. 7. 4.1.1 La corrosión bajo tensión Resulta de la combinación medioambiental con las tensiones residuales y la alcalinidad. Aparecen grietas intergranulares que se propagan longitudinalmente o transversalmente. Falla corrosión bajo tensión. a) Grieta propagada perpendicular al perno de un componente de latón (Fittings). b) Propagación de la grieta a través del espesor de la tuerca de latón. MEJORAMIENTO: RECOCIDO DE ALIVIO DE TENSIONES LUEGO DE UNA ETAPA DE MANUFACTURADO. DURANTE EL ENSAMBLAJE DEBE EVITARSE EL TENSIONADO.
  8. 8. 4.1.2 La corrosión por descincificación Es causada por una lixiviación selectiva de Zinc (disolución del Zinc en ambiente salino y agua) gracias al desarrollo electroquímico entre átomos de Cobre y Zinc. Como resultado de esta corrosión resulta una capa porosa, rojiza y sin Zinc, la que posee poca adhesión, baja resistencia y ductilidad. Falla por descincificación. La grieta es favorecida por la presencia de tensiones residuales MEJORAMIENTO: PROTECCION ANTICORROSION (Ni Y Cr), Al, Ni, Sn, As, LO DETIENEN.
  9. 9. 4.2 Por deformación en frío. Es causada por la tensión excesiva con respecto a la conformabilidad del material en frío. a) Falla en deformación en frío (agrietamiento por doblado) barra redonda C 38500. MEJORAMIENTO: Si la conformabilidad NO es adecuada SELECCIONAR UN MATERIAL MAS DUCTIL, esto en general es AUMENTAR EL PORCENTAJE DE COBRE o modificar el estado del material con un RECOCIDO DE ABLANDAMIENTO. Si la conformabilidad SI es adecuada, SE DEBE EXAMINAR CALIDAD DE LA SUPERFICIE DE LA BARRA (microgrietas y/o inclusiones que se originan durante las primeras etapas de la manufactura, extrusión y colada).
  10. 10. 4.3 Por deformación en caliente. Aparecen durante operaciones de estampado y forjado en caliente, los principales defectos son: reventado en caliente y discontinuidades en forja. Falla por deformación en caliente (Explosión de forja) en barra redonda C37700 MEJORAMIENTO: EXAMINAR ETAPAS DEL PROCESO Y PARAMETROS CONSIDERADOS PARA LA DEFORMACION PLASTICA.  Selección de aleación.  Dimensionamiento y geometría.  Tamaño del billet.  Temperatura del proceso.  Razón de esfuerzo  Lubricación parámetros de la matriz AUMENTAR PUREZA DE LA ALEACION Y MINIMIZAR ELEMENTOS DE ADICION QUE PUEDAN PRODUCIR FISURAMIENTO EN CALIENTE.  Bi y Pb, favorecen el fisuramiento.
  11. 11. AJUSTAR LA TEMPERATURA  Calentamiento excesivo favorece fisuramiento, crea crecimiento de grano excesivo.  Temperatura típica 650-780 °C REDUCIR LA FRICCION ATRAVEZ DEL CONTROL DE LUBRICACION  Flujo del metal debe ser suave  Lubricación inadecuada o un material rugoso causa turbulencia durante el proceso  Las turbulencias pueden causar discontinuidades y pliegues en la parte conformada.  Las impurezas obstruyen la soldadura entre capas y conduce a la formación de discontinuidades. MEJORAR DISEÑO DE LA MATRIZ PARA DISMINUIR ANGULOS AGUDOS Y DETALLES DE FORMAS INTRINCADAS CON EL FIN DE FACILITAR EL FLUJO DEL MATERIAL  La matriz o dados deben ser pulidos ASEGURAR APROPIADA VELOCIDAD DE CARGA Y EVITAR IMPACTOS DE CARGA DEL MATERIAL.

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