Elementos de Control del Desgaste

[P�gina Principal] [Contenidos] [Introducci�n] [Desgaste y su control] [Abrasi�n] [Adhesi�n]
[Erosi�n] [Desgaste Micro-oscilatorio] [Altas Temperaturas] [Referencias] [Bibliografia] [Trabajos de Invest.] [Tabla 1] [Tabla 2] [Tabla 3] [Ap�ndice 1] [Ap�ndice 2]

El Desgaste y su Control


Abrasi�n-adhesi�n. Final de huella.

El desgaste se puede definir como deterioro debido al uso. En la mayor�a de los casos se le puede dar mas precisi�n a esta definici�n, considerando al desgaste como el desprendimiento de part�culas de la superficie de un cuerpo y/� el desplazamiento de material de zonas en contacto, hacia zonas libres de carga.

Un enfoque de sistemas debido a Czichos (1), considera a los factores que influyen en el desgaste como:

a) Variables operacionales.

Carga aplicada.
Velocidad.
Temperatura y
Tipo de Movimiento.

b) Variables Estructurales del Sistema Tribol�gico.

b1) Propiedades volum�tricas de los dos cuerpos en contacto.

Geometr�a.
Dimensiones.
Composici�n qu�mica.
Microestructura.
Dureza, etc.

b2) Propiedades superficiales de los cuerpos en contacto.

Rugosidad
Microdureza, etc.

b3) Area de contacto entre los cuerpos.

b4) Propiedades de los lubricantes interpuestos.

b5) Caracter�sticas de la atm�sfera.

b6) Interacciones entre los cuatro posibles triboelementos.

Interacciones entre los cuatro Tribo-elementos.

Una discriminaci�n de la importancia relativa de distintos tipos de desgaste en la industria, ha sido estimada por Eyre (2), en los siguientes t�rminos:

Abrasi�n 50 %
Adhesi�n 15 %
Erosi�n 08 %
Desgaste micro-oscilatorio ("Fretting") 08 %
Desgaste qu�mico 05 %

Es necesario a�adir que existen procesos en los cuales uno de estos tipos se transforma en otro � en los que dos � mas de ellos coexisten.

En varios de estos tipos de desgaste se han observado dos reg�menes de funcionamiento claramente diferenciados. Estos reg�menes han sido denominados Desgaste Suave y Desgaste Severo. En el �ltimo de ellos se han detectado velocidades de desgaste de 4 a 100 veces mayores que en el primero. Es obvia la importancia de poder predecir en cual de los dos reg�menes de desgaste va a operar un determinado sistema tribol�gico, a fin de aprovechar los materiales de la manera mas efectiva. Actualmente se recomienda, en base a patrones establecidos y a conocimientos publicados en revistas t�cnicas, realizar ensayos de simulaci�n acelerados en el laboratorio, utilizando la microtopograf�a de las superficies desgastadas y/� las part�culas de desgaste, como base para la calibraci�n de los ensayos.

Tambi�n se recomendado la conveniencia de calcular el llamado Coeficiente de Desgaste k, como herramienta predictiva y de diagn�stico:

donde k representa la probabilidad de que en un encuentro entre dos asperezas de las superficies en contacto, se produzca una part�cula de desgaste, V es el volumen desgastado, en una distancia deslizada d, por una superficie de dureza D (la menos dura de las dos superficies), bajo una fuerza normal Fn.

Este coeficiente ha sido calculado y clasificado dentro de una dispersi�n relativamente alta por Rabinowicz (3), en base a la recopilaci�n de una gran cantidad de resultados publicados por diversos autores en revistas especializadas. De esta manera elabor� una tabla que permite determinar si el coeficiente de desgaste k calculado, para un sistema determinado, est� dentro de los l�mites esperados. Esta clasificaci�n permite analizar diferentes parejas de metales, en base a su compatibilidad metal�rgica (solubilidad mutua de los metales), para diversos tipos de desgaste. El enfoque propuesto por este investigador permite determinar el tipo de desgaste, el mecanismo del proceso � la efectividad de la lubricaci�n. En base a este m�todo se puede tomar la decisi�n de sustituir uno � los dos materiales de las superficies en contacto, de mejorar el sistema de lubricaci�n � de estudiar mejor las caracter�sticas de movimiento y de las cargas del sistema tribol�gico, en el caso de que el an�lisis produzca resultados absurdos.

Uno de los factores que dificulta mas la predicci�n del desgaste es que el comportamiento en relaci�n a este fen�meno no es una propiedad intr�nseca del material, sino que depende de todo el tribosistema en el cual el cuerpo que se desgasta interacciona. Por esta raz�n, entre otras, hay que tener cuidado al aplicar soluciones generales a problemas espec�ficos. Un cambio en los par�metros de operaci�n puede tener mejores resultados que sustituir materiales � modificar superficies. Sin embargo, en muchos casos esto no es posible � no es deseable y entonces, el dise�o de las superficies para las condiciones espec�ficas de operaci�n se ha hecho mas importante, particularmente con el fin de reemplazar cuerpos de materiales costosos por materiales mas econ�micos, revestidos por diferentes procesos (termorrociado, soldadura, implantaci�n i�nica, etc.).

Existen productos comerciales de costo relativamente alto, utilizados para recubrir superficialmente piezas de materiales de bajo costo. Se presume que estos productos son ensayados por los fabricantes antes de ser lanzados al mercado. Sin embargo, la complejidad de los fen�menos tribol�gicos es tal, que peque�as desviaciones de la condici�n del ensayo pueden significar par�metros de funcionamiento completamente diferentes. Por esta raz�n se hace necesario, a fin de reducir costos de operaci�n y mantenimiento, que exista una estrecha comunicaci�n entre la instalaci�n industrial y el laboratorio de Tribolog�a.

Los hechos establecidos mas importantes acerca de los cuatro primeros tipos de desgaste mencionados mas arriba, se presentan a continuaci�n, conjuntamente con algunas recomendaciones para tratar de controlarlos. Adem�s, se mencionan los fen�menos mas relevantes en procesos de desgaste a altas temperaturas. El desgaste de tipo qu�mico (principalmente corrosi�n) generalmente se trata como un problema aparte y est� fuera del alcance de la presente publicaci�n.



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©opyright by J.C. V�zquez, Abril 1997. vazquezj en el dominio camelot.rect._c_.ve
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Escuela de Ingenier�a Mec�nica - Facultad de Ingenier�a - Universidad Central de Venezuela
Caracas - Venezuela


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