Recuperación de las superficies de fricción de las piezas
01Funcionamiento normal
- Microdureza, HV
- 430HV
- Rugosidad Ra, µm
- 1,20µm
- Fricción, μ
- 0,020
- Profundidad del endurecimiento superficial, µm¹
- 0µm
- Aumento de dimensiones, µm*
- Microdureza, HV
- Rugosidad Ra, µm
En qué se basan los valores: · ·
* Aumento calculado a partir de los resultados de los ensayos; depende del diseño del mecanismo, de las condiciones de explotación y del nivel de desgaste antes del tratamiento.Modelo del proceso · 01 / 04
Funcionamiento normal
Las superficies se deslizan sobre la película de aceite. El revitalizante se encuentra en el aceite en forma de conglomerados de 100–500 nm formados por nanopartículas duras en una fase aglutinante; mientras la película separa las superficies, el aceite solo los transporta.
Modelo del mecanismo · cientos de nanómetros
Zona de contacto de dos crestas
La escena tridimensional no está disponible en este navegador.
Condiciones principales para la revitalización
Fricción metal contra metal
Las superficies metálicas entran en contacto directo: el componente activo forma una capa protectora en las zonas de microdeformaciones y desgaste.
Lubricante o combustible
Transportan las partículas activas hacia las superficies y sirven como fuente de carbono para la red cristalina de la metalocerámica.
Ciclo de fricción cerrado
El aceite circula, y los dientes y las pistas de rodadura entran en contacto una y otra vez, por lo que las partículas activas llegan constantemente a la zona de fricción.
01 · CARGA NORMAL
02 · ROTURA DE LA PELÍCULA DE ACEITE
03 · FORMACIÓN DEL RECUBRIMIENTO
04 · ESTABILIZACIÓN
Haga clic en un paso para mostrarlo en la escena. Los pasos 2–8 se muestran en la escena en los niveles «Zona de contacto» y «Metal bajo los “granos”».
En qué se basan los valores: · ·
Fricción y rugosidad: tras el tratamiento con revitalizante y sin él
Ensayo de laboratorio en tribómetro, 2002. Par «disco y zapata»: acero 40Kh sobre fundición gris SCh-20, aceite IGP-30, 200 min⁻¹, carga escalonada, 304 h.
Al final del ensayo, tras el tratamiento con revitalizante, la fricción es unas 4 veces menor y la rugosidad unas 3 veces menor que sin tratamiento.
Las 9 mediciones tras el tratamiento con revitalizante: tabla
| Horas de funcionamiento, h | Ra, µm | μ |
|---|---|---|
| 0 | 1,2 | 0,121 |
| 21 | 0,75–0,85 | 0,113 |
| 70 | 0,6–0,65 | 0,112 |
| 113 | 0,5–0,55 | 0,103 |
| 139 | 0,4–0,45 | 0,096 |
| 169 | 0,25–0,35 | 0,071 |
| 206 | 0,15–0,22 | 0,047 |
| 261 | 0,1–0,14 | 0,019 |
| 304 | 0,08–0,1 | 0,011 |
Microdureza de la superficie de fricción
Dos casos: un ensayo de laboratorio con grupo de control y una pieza tras su uso en servicio. El resultado depende del par de materiales, del conjunto y del régimen de funcionamiento.
800 N, 0,5 m/s. Círculo vacío: el mismo aceite sin tratamiento con revitalizante; círculo relleno: tras el tratamiento con revitalizante.
Fundición gris, unas 2000 h de funcionamiento. No hay grupo de control: la superficie de fricción se compara con el metal base de la misma pieza.
En el ensayo de laboratorio, la microdureza aumentó desde un 8 % en el bronce hasta 2,4 veces en la fundición SChM. En la camisa, la superficie de fricción es unas 2,8 veces más dura que el metal base, y ya a una profundidad de unos 30 µm la dureza es próxima a la del metal base.
Espesor de los dientes: con y sin tratamiento
Reductores de tracción de locomotoras eléctricas, 2004–2005. Dos locomotoras eléctricas: en una parte de los ejes montados se trataron los reductores de tracción, y los demás de la misma máquina funcionaron sin tratamiento. El espesor del diente se midió con un calibre para dientes de engranaje por la cuerda constante antes y después de un recorrido de 300 000–363 000 km.
Variación del espesor del diente de la rueda dentada durante el recorrido, mm
Capa calculada por cada flanco del diente 125–175 µm
Capa calculada por cada flanco del diente 75–350 µm
Durante el recorrido, los dientes tratados aumentaron de espesor en 0,15–0,70 mm, y los no tratados de las mismas máquinas se desgastaron en 0,15–0,75 mm. En la primera locomotora eléctrica aumentaron de espesor los 20 dientes tratados medidos y disminuyeron los 20 no tratados.
El aumento de espesor está determinado por el diseño del conjunto (no crecerá por encima de las cotas nominales óptimas de fábrica; el proceso se autorregula), así como por el desgaste inicial y las condiciones de funcionamiento (el tipo de carga).
Micrografías
Imágenes de partículas, muestras y piezas procedentes de los estudios del recubrimiento y del ensayo con rodamiento.
Fuentes y limitaciones
- Modelo y escala La escena 3D ilustra el mecanismo propuesto. La escala se ha ajustado a la profundidad medida de la dureza elevada (20–30 µm): se muestra un fragmento del par de fricción de ≈ 0,7 × 0,27 mm, con una altura de cada pieza de ≈ 0,1 mm; la barra de escala de la escena se recalcula al girar y al acercar la vista. Las partículas de revitalizante (100–500 nm), las irregularidades de la superficie y la capa modificada (2–10 µm) se muestran ampliadas. La carga, la temperatura y el ritmo del proceso son ilustrativos (a 1× el escenario dura 54 s); la escena no calcula las propiedades de un conjunto real.
- Microdureza y capa Las cifras de la escena proceden del mejor caso medido: una camisa de cilindro de motor diésel de fundición gris tras su uso en servicio (2002), con el metal base a 430 HV y la superficie de fricción a 1185 HV de media; la dureza elevada se mantiene hasta una profundidad de 20–30 µm¹, y la capa modificada en las secciones transversales pulidas es de 2–10 µm¹. En los ensayos de laboratorio en tribómetro (1998) con grupo de control sin tratamiento con revitalizante, el aumento fue más modesto: en el acero 40Kh, un 12 % (≈583 → 655 HV); en las fundiciones, 1,7–2,4 veces (≈310 → 520–740 HV). El resultado depende del par de materiales, del conjunto y del régimen de funcionamiento.
- Fricción y rugosidad Los valores de la escena proceden de un ensayo en tribómetro (2002): Ra corresponde a los puntos medios de los rangos medidos; el valor inicial μ = 0,020 antes del contacto es un supuesto de la ilustración.
- Dimensiones El espesor de los dientes figura en la sección de mediciones anterior. La capa modificada medida (unos pocos micrómetros) no explica un aumento de décimas de milímetro; el mecanismo del cambio de dimensiones no se estudió en estas mediciones.
- ¹ Espesor y profundidad de difusión El espesor del recubrimiento y la profundidad de la difusión con gradiente dependen del diseño del conjunto concreto y de sus condiciones de funcionamiento, de los materiales del par de fricción (acero, fundición, aleaciones de aluminio, etc.), del grado de desgaste inicial, de las condiciones de uso durante y después del tratamiento, de la dosificación del revitalizante y del número de tratamientos repetidos.
Los informes de los ensayos y estudios se facilitan previa solicitud.