XM77

16

BRUÑIDO

evaluar la integridad superficial de un componente. Field (1972) [7] hizo un resumen de las características más importantes a considerar. Partiendo de esa base, dependiendo del tipo de tratamiento aplicado y de la aplicación del componente, se deben analizar diferentes propiedades para evaluar la integridad superficial. En el caso del bruñido hidrostático con bola, los efectos generados por el proceso en cuanto a integridad superficial se cla- sifican en dos bloques: efectos sobre el acabado superficial y efectos subsu- perficiales, los cuales serán analizados a continuación. No obstante destacar que en cada uno de estos grupos se analizan diferentes propiedades, las cuales están resumidas en la tabla 1. El acabado superficial es una parte importante de la integridad super- ficial y normalmente presenta gran importancia en el comportamiento funcional de las piezas. Muchas de las propiedades funcionales del compo- nente dependen directamente de este factor, como por ejemplo la resistencia a fatiga, a desgaste, el comportamiento ante rozamiento, rodadura, lubricación, condiciones de estanqueidad, brillo y aspecto entre otros. Unos de los efectos más destacados del proceso 2.1. Efectos sobre el acabado superficial

de bruñido hidrostático por bola es su excelente acabado superficial, lo cual es un factor importante a tener en cuenta en las prótesis de rodilla. El grado de acabado superficial se cuantifica en base al análisis del perfil geométrico completo de la superficie. Normalmente se trata de un perfil plano de la superficie, obte- nido mediante el corte con un plano perpendicular a la superficie teórica y en la dirección de mayor desviación entre la superficie real y la teórica. Las técnicas clásicas de obtención de este perfil se basan en palpadores por contacto que registran las coordenadas de una serie de puntos y almacenan los datos relacionando el desplaza- miento longitudinal del palpador con el desplazamiento vertical, obteniendo de esta forma el perfil topográfico. El equipo de medida utilizado para tal fin se denomina rugosímetro. En los últi- mos años se han desarrollado nuevas tecnologías de obtención de perfiles tanto en 2D como en 3D, alguna de las más representativas son las técnicas de microscopia confocal. Se trata de equipos basados en técnicas ópticas capaces de obtener perfiles en 2D y 3D sin contacto y con tiempos de captura muy inferiores a los clásicos rugosímetros de contacto. Hay que destacar que una vez obtenido el per-

fil geométrico completo es necesario distinguir entre los errores de forma y ondulación y la rugosidad o textura superficial. Para ello es necesario reali- zar un filtrado del perfil completo en el que se utiliza la denominada longitud de corte ( λ c) para separar entre osci- laciones de longitud de onda larga o corta. Los valores recomendados de λ c dependiendo del nivel de rugosidad, o lo que es lo mismo, dependiendo del tipo de proceso, se presentan en la norma ISO 4288. Para rangos de rugosidades comunes en procesos de mecanizado, el valor recomendado es λ c = 0,8 mm. De esta forma, del perfil inicial completo se obtiene el perfil de ondulación, correspondiente a oscila- ciones con longitud de onda larga, y el perfil de rugosidad, correspondiente a longitudes de onda cortas. El perfil de ondulación es válido para analizar errores superficiales como defectos de forma y de ondulación. El perfil de rugosidades es el utilizado para obtener los parámetros de rugosidad que definen la textura superficial. En la figura 2 se muestra un ejemplo de adquisición de rugosidad superficial obtenido con unmicroscopio confocal Leica donde se ha aplicado el proceso de bruñido hidrostático con bola de diámetro 6 mm con dos presiones de trabajo distintas en un acero F114 [8] . 2.2. Efectos subsuperficiales En el proceso de bruñido hidrostático con bola, los efectos subsuperficiales producidos por la deformación plás- tica alcanzan profundidades de hasta 1 mm, dependiendo de la operación concreta y los parámetros del proceso. Principalmente los efectos que más se estudian son la deformación plástica generada, los cambios microestruc- turales, el incremento de dureza y la introducción de tensiones residuales de compresión. • Cuando la presión aplicada sobre la superficie de la pieza supera el límite elástico del material, se pro- duce la deformación plástica de

DATOS MÍNIMOS INTEGRIDAD SUPERFICIAL

DATOS ESTÁNDAR INTEGRIDAD SUPERFICIAL

DATOS EXTENDIDOS INTEGRIDAD SUPERFICIAL

Acabado superficial

Datos mínimos IS

Datos estándar IS

Ensayos mecánicos adicionales

Microestructura

Comportamiento a fatiga

Ensayos de fatiga extendidos para obtener datos de diseño

Comportamiento a corrosión

Microgrietas

Deformación plástica Comportamiento a desgaste Comportamiento a fricción, deslizamiento, etc.

Tensiones residuales y distorsión

Microdureza

…

Transformación de fase

…

Tabla 1. Diferentes niveles de análisis de la integridad Superficial (IS) [7].