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De gira en España

El nuevo horno de vacío compacto TI-TAN de Ipsen.No sólo es extremadamente fácil de ma-nejar y se instala en un solo día de tra-bajo, sino que también puede despla-zarse gracias a sus ruedas.

Nuestro programa de Hornos incluye:

• Hornos de temple.• Hornos de Revenido.• Hornos de cementación.• Hornos de nitruración.

• Hornos de vacío.• Hornos con atmósfera controlada.• Hornos continuos.

Si desea ponerse en contacto con no-sotros:

IPSEN INTERNATIONAL GmbHFlutstraße 78D-47533 Kleve

Teléfono 0049-28 21-804-518e.mail: [email protected]

www.ipsen.de

Director: Antonio Pérez de CaminoPublicidad: Ana TocinoAdministración y Suscripciones: Carolina Abuin

PEDECA PRESS PUBLICACIONES S.L.U.Goya, 20, 4º - 28001 Madrid

Teléfono: 917 817 776 - Fax: 917 817 126www.pedeca.es • [email protected]

ISSN: 1888-4423 - Depósito legal: M-53065-2007

Diseño y Maquetación: José González OteroCreatividad: Víctor J. RuizImpresión: Villena Artes Gráficas

Redactorhonorífico:José MaríaPalacios

Colaboradores:Manuel A.

Martínez Baena,Juan Martínez

Arcasy Jordi Tartera

Por su amable y desinteresada co-laboración en la redacción de estenúmero, agradecemos sus infor-maciones, realización de reporta-jes y redacción de artículos a susautores.

TRATER PRESS se publica seis vecesal año: Febrero, Abril, Junio, Sep-tiembre, Noviembre y Diciembre.

Los autores son los únicos respon-sables de las opiniones y concep-tos por ellos emitidos.

Queda prohibida la reproducción to-tal o parcial de cualquier texto o ar-tículo publicado en TRATER PRESSsin previo acuerdo con la revista.

Editorial 2

Noticias 4Asociación de Amigos de la Metalurgia • Controlador NEoA • Láser Green Powerline • OerlikonLeybold Vacuum en España • AZTERLAN facturó 7,7 millones de euros en 2008 • Cintas metálicasRothstein • Termómetros en línea de alta precisión SYSTEM 4 • Jornada sobre Espectrometría.

Artículos

•Fórum de Arcas - Por Juan Martínez Arcas 10•Oerlikon Leybold Vacuum obtiene el Certificado como Operadores Económios Autorizados-OEA

(Authorised Economic Operator - AEO) 12•OMRON lanza la nueva serie NQ de terminales Programables compactos 14•El Cluster de Automoción de Madrid Network presente en la reunión del Cluster Automovilístico

de Baviera 16•IX Curso de Ingeniería de Superficies - Por AIN 18•Curso de DIFFRACplus e introducción a TOPAS 21•Tekniker-IK4 lidera un proyecto europeo con Rolls-Royce, Renault y EADS que desarrolla nuevos

materiales para automoción y aeronáutica 22•Air Products incluido en el Índice de Liderazgo para la divulgación de datos referente a las emi-

siones de CO2 23•Ahorre dinero y produzca menos CO2: la revolucionaria tecnología de gaseado HybridCarb® -

Por Ipsen 24•WS Wärmeprozesstechnik e Interbil 26•Algunas consideraciones sobre los factores metalúrgicos que influyen en la maquinabilidad

de los aceros finos de construcción en general - Por Manuel Antonio Martínez Baena y José Mª Pa-lacios Reparaz (=) 30

•Datos tecnológicos y orientaciones. Aceros y tratamientos térmicos. Prontuario metalotécnico.Fundamentos (Parte II) - Por Baltasar Martínez Arcas 39

Guía de compras 43

Indice de Anunciantes 48

Sumario • OCTUBRE 2009 - Nº 13

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Información / Octubre 2009

2

Editorial

MAYOR DIFUSIÓNDEL SECTOR

Este número que tiene en sus manos, aparte de su difu-sión normal, vamos a distribuirlo a todos los visitantesdel Titan Roadshow que celebrará la compañía IPSEN el17 de noviembre en Bilbao y del que encontrarán más in-formación en página 5. Es un evento sin precedentes y delcual les informaremos en el próximo número.

También vamos a estar presentes en el 6º Congreso de laFundición Ibérica que se celebrará en Oporto del 25 al 27de noviembre y aunque no es nuestro sector directamen-te, sí estamos muy ligados.

Esperamos que poco a poco vaya confirmándose la mejo-ría que todos queremos y necesitamos, pero hay que sersensatos y no lanzar cohetes antes de que podamos arre-pentirnos.

Parece, y es opinión particular por los comentarios escu-chados, que el sector está trabajando. No como antes ycomo nos gustaría, pero parece que no va a menos.

Con cautela, pero con mucho trabajo y tesón, lograremossalir adelante.

Antonio Pérez de Camino

Asociaciónde Amigosde la Metalurgia

versátiles y extrapolables. NE1Apuede funcionar de forma inde-pendiente en aplicaciones dehasta 40E/8S o integrarse en re-des Device Net. También haydisponibles módulos de E/S re-motas para aplicaciones que re-quieran mayor número de pun-tos.

Ahora, la compañía ofrece elmismo nivel de seguridad paramáquinas más pequeñas, don-de sólo se requiera como máxi-mo 12E/6S. El nuevo NE0A pue-de funcionar como:

a) Controlador de Seguridad in-dependiente no ampliable.

b) Esclavo inteligente de unared Device Net Safety

c) Esclavo de Device Net están-dar para monitorización.

Como esclavo inteligente, NE0Apermite sistemas de seguridaddistribuidos y fácilmente esca-lables porque evita la necesidadde calcular de nuevo los tiem-pos de reacción en el sistema yaque el tiempo de respuesta es fi-jo y conocido (20ms). De estemodo también se ahorra espa-cio en distancias de seguridad.

A diferencia de sus antecesores,NE0A se programa por plantillascertificadas según TUV a travésde un asistente y están incluidasen el software. La programaciónes más rápida e intuitiva. Pero a-demás, se pueden crear plantillaspropias o modificar las existentesen función de las necesidades dela aplicación. Asimismo, la pro-gramación es fácil y sencilla me-

diante cable USB estándar y dis-pone de terminales extraíbles deconexión rápida, facilitando elcableado y el tiempo de instala-ción.

Info 2

Láser GreenPowerlineDel fabricante GARDASOFT, es-te láser incorpora un sistematermoeléctrico y un sistema deventilación que mantiene cons-tante la temperatura del diododel láser, dando por resultadouna mejoría en la longitud deonda y la potencia y una mayorestabilidad en el proyector.

Noticias / Octubre 2009

4

El próximo día 19 de noviembre,tendrá lugar la presentación ofi-cial de la nueva entidad ASAM-MET, Asociación de Amigos dela Metalurgia, en la Sala de Con-ferencias de la ETSEIAT (C/ Co-lom, 11 - Terrassa, Planta 1), conel siguiente orden del día:

18.30 h Saludo de bienvenida porparte de la Dirección dela ETSEIAT.

18.40 h Presentación de la Aso-ciación de Amigos de laMetalurgia, ASAMMET,por parte de su presiden-te, Sr. Juan Martínez Ar-cas, acompañado de laactual Junta Directiva.

19.10 h Conferencia “Metalurgiay Arte”, a cargo de los re-conocidos metalúrgicosSrs. Pere Molera Solà yJordi Tartera Barrabeig.

20.00 h Coloquio.

20.30 h Copa de cava.

Presentación y moderación delacto: Sr. Jordi Jorba Peiró.

Info 1

ControladorNE0AOmron ha alcanzado un notableéxito con el controlador de redde seguridad inteligente NE1Apara aplicaciones sofisticadas,

Esta serie de láseres se sitúa en-tre las series SNF y Magnum. Es-tán refrigerados termoeléctrica-mente para proyectar líneascompletamente uniformes amuy alta potencia (hasta 2 W en810 nm y 500 mW en 670 nm).Por su estabilidad en el enfoquey proyección excepcional deldiodo, es ideal para aplicacionesen ambientes extremos, quepuedan llegar a temperaturasentre -20 y +55 °C.

El Green Powerline está disponi-ble en potencias de 50 hasta 200mW y ha sido específicamentediseñado para aplicaciones deinspección de acero en caliente,aplicaciones en exterior, posi-cionamiento e investigación ydesarrollo.

Info 3

El TITAN viene a Bilbao ¿Viene usted también?En el Heat Treatment Workshop de Ipsen celebrado los pasados7 y 8 de mayo sobre la terrazas del Rin en Düsseldorf (Alemania)tuvo su presentación mundial: El nuevo horno de vacío compactoTITAN de Ipsen.Es la nueva herramienta universal para los talleres de tratamientotérmico y para todas las empresas y centros de investigación quedesean realizar tratamientos térmicos ellos mismos o cubrirnuevas áreas de negocio. Su relación calidad-precio es cerca de un30% mayor que la de hornos comparables.Y no tiene que comprarlo. Puede alquilárnoslo y conservar su capitalde inversiones. No sólo es extremadamente fácil de manejar y se instala en un solo día de trabajo, sino que también puededesplazarse gracias a sus ruedas. Por eso viene el 17 de noviembre de 2009 al Museo Marítimo de Bilbaocomo parte de la gira TITAN Roadshow Tour.Si Usted desea más información sobre el lugar y fecha para este evento único, póngase en contacto connosotros:

IPSEN International GmbHMarcos Garcia Jimenez49 28 21 [email protected]

La visita merece la pena aunque de momento no tenga previsto adquirir nuevos equipos. Tómese algo detiempo para informarse a fondo sobre las posibilidades que le ofrece este horno de cambiar suposicionamiento en el mercado en el futuro. Durante el día tendrá a su disposición un pequeño puesto consnacks y bebidas. Estaríamos encantados de poder recibirle en noviembre y de hablar de las posibilidades deaplicación del TITAN que puedan ser de interés para usted.

El TITAN viene a Bilbao ¿Viene usted también?

IPSEN Roadshow

17 de noviembre de 2009

en el Museo Marítimo

BILBAO

Oerlikon LeyboldVacuumen EspañaComo consecuencia de su conti-nuo crecimiento en España ycon el fin de estar más cerca delos clientes y ofrecerles así, unmás rápido y eficaz servicio,desde el 15 de Septiembre de2009 tienen dos Centros de Ser-vicio en España:

Barcelona: Servicio en Cliente yTaller de Reparación.

Personas de contacto: CarmenSanz y Marie Vaudolon.

C/ Huelva, 7. 08940 Cornellá deLlobregat.

Teléfonos: 936 664 616 / 936 664311 / 934 750 084.

Email: [email protected]

Madrid: Servicio en Cliente.

Persona de contacto: José Ma-nuel Castillo y Carmen Sanz.

Teléfonos:

José Manuel Castillo: 629 502 174.

Carmen Sanz: 936 664 616 / 936664 311 / 934 750 084.

Email:

[email protected] [email protected]

Info 4

AZTERLANfacturó7,7 millonesde euros en 2008AZTERLAN-Centro de Investiga-ción Metalúrgica ha mantenidosu línea de crecimiento en 2008,facturando 7,7 millones de euros,un 15% más que el ejercicio ante-rior, con una inversión aproxi-mada de 800 mil euros.

Este crecimiento se ha sustenta-do en proyectos contratados,principalmente, por empresasde sectores diversos como eóli-co, automoción o fundición, conel fin de identificar sus necesi-dades, ayudarles a mejorar sucompetitividad y elevar su niveltecnológico.

En este sentido, según Pedro Int-xausti, Director General, “duran-te este último año hemos man-tenido nuestra apuesta por serun aliado estratégico de muchosde nuestros clientes, favorecien-do así las relaciones de largo re-corrido”.

AZTERLAN ha lanzado múltiplesproyectos de investigación y for-mación que le han permitido po-sicionarse en sus campos de co-nocimiento. Para ello ha utilizadocolaboraciones con centros me-talúrgicos de primer nivel comoel Instituto Alemán de Fundicióno las Universidades de Kempteny Ohio. Además, el Centro de In-vestigación Metalúrgica es sociodel AIC-Automotive IntelligenceCenter, ACICAE-Cluster de Auto-moción del País Vasco, Innobas-que y Aenor.

AZTERLAN es un centro de in-vestigación con más 30 años deexperiencia, que cuenta con 80especialistas entre doctores, in-genieros y técnicos del sectormetalúrgico. Está especializadofundamentalmente en el sectorde automoción y de energías re-novables.

Info 5

Cintas metálicasRothsteinSe caracterizan por el alto nivelde estabilidad y por su resisten-cia. Por los años de experiencia ycontinuos desarrollos especial-

mente en las cintas de alta tem-peratura (Hasta + de 1.150 º C)Rothstein está en posición deofrecer la solución más adecua-da. El diseño de las cintas metá-licas está combinada con la apli-cación con una superficie de lacinta muy densa para transportepiezas muy pequeñas y tambiénpiezas grandes, así la aplicaciónresulta muy flexible.

Su gran durabilidad son fruto dedesarrollos efectuados a partirde las experiencias de más de25 años, y siempre teniendo unamáxima: Calidad y durabilidada su justo precio.

Comtesa es su representante ex-clusivo para España.

Info 6

Termómetrosen línea de altaprecisiónSYSTEM 4Los últimos termómetros de lagama del Sistema 4 de Landproporcionan exactitud y flexi-bilidad dentro del rango de 0 a2.600 ºC para satisfacer las nece-sidades exactas de su proceso.

• Nuevos modelos de termóme-tros de alta y baja temperatu-ra y Fibroptic.

• Procesadores LANDMARK di-gitales o analógicos; simples omulticanal


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• Salidas industriales 4/20 mA.

• Amplio rango de accesoriosde montaje de alta efectivi-dad.

• Termómetros y procesadorescompletamente intercambia-bles.

• Exactos, fiables, medida sinderiva.

Info 7

Jornada sobreEspectrometríaEl próximo 11 de noviembre elCENIM (CSIC) en colaboracióncon SPECTRO organiza una Jor-nada sobre Espectrometría deEmisión por Chispa en el Análi-sis de Metales.

La Espectrometría de EmisiónÓptica por chispa permite llevara cabo análisis químico cuantita-tivo elemental en aleacionesmetálicas en estado sólido conuna preparativa de muestra sen-cilla.

En esta Jornada se pretende, dela mano de especialistas, llevar acabo una inmersión en la técnicade Espectrometría de EmisiónÓptica por chispa, en sus aplica-ciones y sobre todo hacer una re-

visión de los nuevos instrumen-tos que permiten la cuantifica-ción simultánea de todo tipo deelementos químicos en diversasaleaciones metálicas.

Asimismo, se presentarán los a-vances tecnológicos que permi-ten realizar estas cuantificacio-nes con una mayor precisión,exactitud y con las máximas fa-cilidades de operatividad.

Esta Jornada será de tipo divul-gativa y en ella se presentará elequipo disponible en el CENIM.Va dirigida tanto a profesiona-les de la industria metalúrgicacomo a investigadores que rea-lizan su actividad en el área delconocimiento de los materialesmetálicos y que precisen de lacaracterización química de losmismos.

Info 8



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Fórum de ARCASPPoorr JJuuaann MMaarrttíínneezz AArrccaass

Como continuación del nº anterior (revista nº 12) ycon referencia al factor “Fatiga Térmica” hemos te-nido más aportaciones. (Esta aportación está to-mada del documento de ASCAMM-GUÍA DE LOS A-CEROS).

Se trata de aplicar una Refrigeración Correcta, conlas siguientes recomendaciones:

• Si se utiliza agua como refrigerante, puede pre-calentarse a 40º-50 ºC para reducir el riesgo deFATIGA TÉRMICA, no es recomendable una tem-peratura inferior a 20 ºC.

• Durante paros en la producción, el flujo del refri-gerante deberá regularse con la finalidad de queel molde no se enfríe demasiado y evitar así cho-ques térmicos en la puesta en marcha.

Siguiendo el orden de causas, podemos apuntar lasiguiente: Erosión Mecánica.

Este tipo de erosión corresponde al desgaste gra-dual debido a la abrasión del metal fundido, por laexpulsión de las piezas, o por las partes móvilesdel molde.

Es más corriente que los moldes fallen por impactoso machacamientos, a menudo por culpa de rebabasatrapadas entre las mitades del molde, y ocasional-mente por los extractores y recíprocamente. En estecaso la elección de los aceros con mayor propiedadde ductibilidad y resistencia soportarán mejor estosesfuerzos.

Seguiremos con este tema interesante sobre “CÓ-MO FALLAN LOS MOLDES”.

Pueden formularnos las preguntas que deseen sobre la problemática de los Tratamientos Térmicos, diri-giéndose a la revista:

Por carta: Goya, 20, 4º - 28001 Madrid - Teléfono: 917 817 776 - Fax: 917 817 126E-mail: [email protected]

Tanto preguntas como respuestas irán publicadas en sucesivos números de la revista por orden de llega-da, gracias a la activa colaboración de D. Juan Martínez Arcas.

Nota: Las notas que hagan referencia a documentos,revistas, etc, rogamos que se nos indique quehan sido autorizadas para el Fórum.


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Desde el 1 de enero 2008 las empresas de la U-nión Europea pueden solicitar el estatuto de"Operador Económico Autorizado". Las em-

presas que han sido aprobadas, son consideradascomo especialmente fiables y de confianza, por loque la concesión de este certificado depende delcumplimiento de numerosos requisitos. Estos son:

— Alta fiabilidad.

— Alto grado de solvencia.

— Cumplimiento con las leyes pertinentes.

— Cumplimiento de determinadas normas de altaseguridad.

La solicitud del certificado OEA F (nivel más alto) sepresentó en agosto del año pasado y fue aceptadapor las autoridades en octubre de 2008. Desde el 29de julio de este año, Oerlikon Leybold Vacuum es

oficialmente un OEA y por lo tanto una de las 250primeras empresas certificadas en Alemania.

Así Oerlikon Leybold Vacuum está considerada co-mo una empresa y socio de confianza (es decir, o-perador económico autorizado) en lo que respectaa las autoridades y podrá beneficiarse de las si-guientes ventajas:

• Agilización de los procesos en las aduanas.

• Reducción en los trámites frente las autoridadesaduaneras.

• Envíos de los propietarios de este certificado es-tán menos inspeccionados, e incluso si se re-quiere una inspección a fondo, esta se realizarácon carácter prioritario y el titular de la autoriza-ción será informado por adelantado.

Oerlikon Leybold Vacuum obtieneel Certificado como OperadoresEconómicos Autorizados-OEA(Authorised Economic Operator – AEO)


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Las pantallas táctiles color de la serie NQ sonperfectas para máquinas de tamaño pequeñoy mediano, e incluyen una gama completa de

funciones para permitir la creación rápida de apli-caciones intuitivas.

Disponibles en versión color o monocromo, los ter-minables programables NQ ofrecen imágenes níti-das, botones, mensajes y gráficos en una modernay atractiva pantalla táctil con algunas teclas defunción adicionales.

Los terminales programables NQ disponen de pan-tallas de gran brillo y calidad y poseen puertos USB

para permitir una programación y una transferen-cia de datos sencilla.

Los puertos serie permiten la conexión a muchasfamilias de PLC así como a otros dispositivos, comovariadores y controladores de temperatura.

El software NQ Designer ofrece un gran número defunciones necesarias para la creación de aplicacio-nes efectivas que sean fáciles de utilizar.

Además de las funciones de terminal programa-ble básicas, existen también lámparas, gráficos,medidores y botones adicionales, incluyendo re-

gistro y representaciónde datos en tiempo real ehistorias.

Las tendencias y las alar-mas se establecen a partirde las etiquetas de me-moria interna y externasdel PLC.

Los textos multilíngüeson estándar, mientrasque las prácticas funcio-nes, como las pantallas e-mergentes y las planti-llas, facilitan la creaciónde un proyecto flexible ybien estructurado. El soft-ware es fácil de utilizar yapenas requiere forma-ción para su uso.

OMRON lanza la nueva serie NQde terminales Programablescompactos


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El Cluster de Automoción, perteneciente a Ma-drid Network, con el apoyo de Promomadrid,ha estado presente en el International

Match-Making Forum que organiza Bayern Innova-tive los días 28 y 29 de septiembre en la localidadsuiza de Sant Gallen.

Un encuentro comercial en el que han estado pre-sentes 140 empresas e instituciones del sector dela automoción. Han acudido al evento compañíasprocedentes de 18 países entre las que destacanentidades como Continental, Renault, Polytec, Car-coustics o Hutchinson. Madrid Network ha acudi-do también a este encuentro comercial con cuatroempresas asociadas al Cluster de Automoción dela Comunidad de Madrid.

Para Madrid Network, el Forum de Sant Gallen es u-na oportunidad única para fomentar los encuen-tros “one on one” entre empresas del sector de au-tomoción.

Una acertada fórmula para beneficiar las relacionescomerciales entre compañías dedicadas a un sectorcomún. En el International Match-Making Forum2009, el Cluster de Automoción madrileño estuvonotablemente representado con cuatro empresasde la Comunidad: Tecnide, Auxim, Forjanor y Naga-mohr.

Este Forum se organiza para potenciar las posibili-dades comerciales internacionales de las empre-sas y que desde Madrid Network se espera poderimportar este modelo a la región de Madrid en unfuturo.

El Gerente de Tecnide, Mario Lobato ha destacadola calidad de los encuentros mantenidos, así comolo productivo de las reuniones, de las que valora almenos una de ellas como de alto potencial de fruc-tificar en acuerdos de colaboración a corto plazo, yotros dos con grandes posibilidades de desarrollo.

Por otro lado, el Director de Ventas de Forjanor, Ja-vier Álvarez, también ha destacado el potencial deestos encuentros y lo atractivo que es para ellos, alencontrarse con clientes actuales o potenciales.

Nagamohr, en palabras de su responsable comer-cial Regina Bosch, también ha señalado no sólo laposibilidad de obtener nuevos clientes directos, si-no también la oportunidad de encontrar nuevosproveedores, así como la apertura de nuevos mer-cados internacionales.

Entre las empresas con las que se han mantenidoreuniones se encuentran por ejemplo, Continental,PSA, Magna, Autoparts, BNR Exports o IMP Pasottientre otras.

La undécima edición de este gran encuentro de laautomoción ha sido organizada por Bayern Inno-vative en colaboración con el Departamento de A-suntos Económicos del Cantón de Sant Gallen, laAsociación de la Industria de Automoción alemanay el Ministerio de Economía, Transportes y Tecno-logía del Lander de Baviera.

Sobre el Cluster de Automoción

El sector de la automoción en la Comunidad de

El Cluster de Automociónde Madrid Network presenteen la reunión del ClusterAutomovilístico de Baviera

Madrid es estratégico para el crecimiento econó-mico de la región. Representa el 17,7% del PIB in-dustrial, con casi 7.000 empresas vinculadas al sec-tor y más 312.000 empleados. Madrid es la primeraregión más importante en matriculaciones con ca-si un 24% de todo el país.

El Cluster de Automoción se crea con el objetivo demejorar la competitividad del sector. Asimismo, seha constituido como un foro de cooperación de lasempresas del sector donde encuentran un puntode unión donde compartir intereses y nuevas o-portunidades de negocio.

Sobre Madrid Network

El Instituto Madrileño de Desarrollo (IMADE) apoyadesde hace años el desarrollo de una Red de Clus-ters que cambien el modelo económico actual de laregión mediante la generación de un entorno inno-vador, con espacios físicos de encuentro y transfe-rencia de conocimiento en los que universidades,

centros de investigación, centros tecnológicos yempresas puedan compartir e intercambiar ideas,conocimientos, experiencias con el fin de mejorarsus niveles de productividad, competitividad y ren-tabilidad.

Octubre 2009 / Información

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PRESENTACIÓN

La Ingeniería de Superficies es una parte indispen-sable de las Ingenierías de Materiales y Procesos,que tiene como finalidad:

• El desarrollo de nuevos materiales y productosque requieran superficies modificadas con nue-vas funcionalidades obtenidas mediante recubri-mientos u otros tratamientos de superficie.

• La resolución de problemas de deterioro superfi-cial (desgaste, corrosión, ...) de todo tipo de com-ponentes industriales, útiles o herramientas.

El Centro de Ingeniería Avanzada de Superficies deAIN cuenta con más de 300 clientes y 20 años de ex-periencia en este campo. En este IX Curso de Inge-niería de Superficies se pone esta experiencia, unavez más al servicio de las empresas, proporcionán-dole una información actualizada sobre diagnósticode problemas de fricción desgaste y corrosión, la e-lección de técnicas adecuadas de tratamiento su-perficial, desarrollo de superficies funcionalizadas yevaluación técnica y económica de resultados.

Las ocho ediciones anteriores de este curso han sido

un éxito de asistencia y participación en el que sehan formado representantes de más de 250 empre-sas de todas las comunidades autónomas españolasy de los más diversos sectores industriales. El cursoserá impartido tanto por especialistas de AIN comopor destacados profesionales del sector tratamen-tista y expertos de otros centros tecnológicos, lo quegarantiza la exposición de la información más ac-tual de los avances en materiales y tratamientos re-alizados en los úlltimos años con especial atencióna las aplicaciones de las nanotecnologías en estecampo. De acuerdo con las encuestas de las últimasediciones, el curso ha sido considerado del mayorinterés para las empresas de los sectores de auto-moción, aeronáutico, energías renovables, metal,cerámica, polímeros, papel, alimentario, biomédicoy otros sectores productivos.

El Curso está dirigido a cuadros técnicos de empre-sas industriales (Licenciados e Ingenieros) y Perso-nal de Centros Tecnológicos y Universidades.

PROGRAMA

LUNES 23

15.30 Introducción a la Ingenieria de Superficies.

16.30 Caracterización de Superficies 1.

Técnica de microscopía y de análisis de lacomposición superficial.

17.30 Pausa; Café.

18.00 Caracterización de Superficies 2.

IX Curso de Ingenieríade SuperficiesPamplona, 23, 24 y 25 de noviembre de 2009

PPoorr AAIINN

La Asociación Portuguesade Fundición (APF) y la Fe-deración Española de Aso-

ciaciones de Fundidores (FEAF)van a organizar el 6º CONGRE-SO DE LA FUNDICIÓN IBÉRI-CA, bajo el título “INNOVACIÓNY MERCADOS”, que tendrá lu-gar en la Fundación Cupertino deMiranda en Oporto (Portugal), losdías 25, 26 y 27 de Noviembrede 2009.

Este 6º Congreso cuenta con lacolaboración de las asociacionesportuguesa y española, así comocon el patrocinio de entidades ysuministradores de la industria defundición de ambos países.

En su programa técnico consta-rán Paneles, Mesa Redonda ypresentación de comunicaciones,abordando varios sub-temas rela-cionados con el tema central delCongreso, sin olvidar las princi-pales preocupaciones del sectorde cara a la situación nacional ymundial y los desafíos a los que seenfrenta. Manteniendo la tradi-ción, van a realizarse también vi-sitas técnicas a fundiciones férre-as y no férreas.

Simultáneamente funcionará unaexposición permanente de pro-ductos, equipamientos y servicios,a cargo de suministradores de laindustria de fundición.

6º Congreso de la Fundición IbéricaOPORTO, 25 AL 27 DE NOVIEMBRE DE 2008

25 DE NOVIEMBRE

09.00 a 10.00 SESIÓN DE APERTURA

10.00 a 11.30 PONENCIAS TÉCNICAS

11.30 a 11.45 Café

11.45 a 13.15 PANEL DE RECURSOS HUMANOS

13.15 a 14.30 Almuerzo

14.30 a 16.00 PANEL DE ENERGÍA

16.00 a 16.15 Café

16.15 a 18.15 MESA REDONDA: MERCADOS

20.00 Cena de Gala

26 DE NOVIEMBRE

09.00 a 10.30 PONENCIAS

10.30 a 10.45 Café

10.45 a 13.00 PONENCIAS TÉCNICAS

13.00 a 14.30 Almuerzo

14.30 a 16.00 PANEL DE I+D / INNOVACIÓN

16.00 a 16.15 Café

16.15 a 18.00 PANEL DE MEDIO AMBIENTE

18.00 a 19.00 Clausura

27 DE NOVIEMBRE

09.00 a 17.00 VISITAS TÉCNICAS

1. SCHMIDT LIGHT METAL / CINFU

2. SAKTHI PORTUGAL / FUNFRAP

3. FERESPE / FUNDIÇAO ALTO DA LIXA

Más información: Tel. 944 700 707

Capas de TiN, Tic y TiCN para matrices deestampación y otras aplicaciones.

11.00 Pausa; Café.

11.30 Recubrimientos por PVD 1.

Fundamentos. Técnicas de recubrimientospor evaporación arco eléctrico y magnetrón.

12.30 Recubrimientos por PVD 2.

Ejemplos de aplicaciones de recubrimientosduros (TiN, TiCN, AlTiN, CrN ...) y tribológi-cos. Recubrimientos carbonáceos y tipo dia-mante.

13.30 Comida.

15.30 Tratamientos por implantación iónica.

16.30 Nanotecnología de tratamiento.

17.30 Pausa; Café.

18.00 Prácticas 3.

Visita a los laboratorios de caracterizaciónsuperficial: Ensayos de rugosidad, fricción ydesgaste.

19.00 Prácticas 4.

Visita a los laboratorios de recubrimientos porPVD y tratamientos por implantación iónica.

FECHAY LUGAR: AIN (Pamplona) 23, 24 y 25 de no-viembre.

DURACIÓN: 20 horas (16 horas teóricas + 4 horasde prácticas).

DOCUMENTACIÓN: Se hará entrega de documen-tación estructurado de cada uno de los temas ana-lizados en el curso.

PROFESORADO: El curso será impartido por trata-mentistas profesionales y expertos de:

Rugosidad, dureza, espesor y adherencia derecubrimientos.

19.00 Comportamiento Superficial 1.

Tribología, fricción, lubricación y desgaste.

MARTES 24


Oxidación y corrosión: Problemas; Técnicasde ensayo y caracterización.


Oxidación y corrosión: Soluciones.Galvanizado. Tratamientos por láser.

11.00 Pausa; Café.

11.30 Tratamientos Térmicos.

Temple y revenido. Temple superficial.

12.30 Tratamientos Termoquímicos.

Cementación. Nitruración. Nitrocarburación.Nitruración por plasma.

13.30 Comida.

15.30 Prácticas 1.

Visita a los laboratorios de caracterización su-perficial. Análisis de recubrimientos. Micros-copía electrónica. Medida del espesor de recu-brimientos.

16.30 Prácticas 2.

Ensayos de dureza, microdureza y ultrami-crodureza superficial. Ensayos de adhesiónde recubrimientos.

17.30 Pausa; Café.

18.00 Recubrimientos químicos y electroquími-cos 1.

Zincado. Nuevos desarrollos en recubrimien-tos galvánicos.

19.00 Recubrimientos químicos y electroquími-cos 2.

Cromados. Alternativas al cromo VI. Níquelquímico anodizados.

MIÉRCOLES 25

09.00 Recubrimientos por Proyección Térmica.

10.00 Recubrimientos por CVD.

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Programa del curso

El fenómeno de la difracción de rayos-X.

El difractómetro de rayos-X de polvo.

Preparación de la muestra.

Estrategias de medida.

Medidas con el difractómetro.

Patrones disponibles.

Evaluación de difractogramas.

Análisis cualitativo.

Análisis semicuantitativo.

Presentación de resultados.

Representaciones en 3D.

Opciones avanzadas.

Programas Auxiliares.

Bases de datos disponibles.

Importación/Exportación de datos.

Introducción a TOPAS.

Horario del curso

Lunes 23: de 15:00 a 19:00h.Martes 24: de 9:00 a 13:00 / 15:00 a 19h.Miércoles 25: de 9:00 a 14:00.

Requerimientos

Para la realización de los ejercicios, los asistentesvendrán provistos de un ordenador con sistema o-perativo Windows XP. También deberán tener ins-talado la hoja de cálculo EXCEL para la realizaciónde cálculos matemáticos. El usuario deberá poseer“privilegios de Administrador“ en ese ordenador.

Idioma del curso: Español.

[email protected]

Curso de DIFFRACpluse introducción a TOPAS23 al 25 de noviembre de 2009


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Tekniker-IK4 lidera el proyecto europeo Fore-most, la más decidida apuesta que se lleva acabo en estos momentos en Europa para el

desarrollo de nuevos materiales avanzados capa-ces de aunar baja fricción con elevadas propieda-des mecánicas y resistencia al desgaste, una tradi-cional demanda de la industria. El proyecto, quecuenta con un presupuesto de 19 millones de eurosy en el que participan 31 organizaciones de 13 paí-ses, entre ellas empresas como Rolls-Royce, EADSo Renault, tiene previsto desarrollar importantesaplicaciones en sectores como la aeronáutica, laautomoción o la máquina-herramienta.

Foremost, integrado en el VI Programa Marco de laUnión Europea y con una duración prevista de cua-tro años y medio, tiene como objetivo el desarrollode nuevos recubrimientos y lubricantes basados enla incorporación de nanopartículas de fullerenos i-norgánicos (partículas microscópicas de una molé-cula en capas duras y superpuestas), recubrimien-tos poliméricos, pinturas, grasas o aceites, parareducir la fricción y mejorar simultáneamente la re-sistencia al desgaste en componentes mecánicos.

Esto permite extender la vida operativa, reducir losrequisitos de mantenimiento y reducir el impactomedioambiental de una gama amplia de elemen-tos mecánicos para sectores como el aeroespacial,automoción, generación de energía o fabricaciónindustrial.

Además del papel de Tekniker-IK4, como coordi-nador del proyecto, destaca la presencia de gran-des empresas como EADS, Rolls-Royce, Renault oGoodrich, que evalúan los nuevos materiales en di-ferentes demostradores y piezas reales que se u-

san en sus respectivos sectores. También partici-pan empresas como la israelí NanoMaterials, la an-glo-suiza IonBond, la alemana Fuchs o la checa S-polchemie, que llevan a cabo los procesos deincorporación de los fullerenos en lubricantes, gra-sas, pinturas poliméricas y resinas.

En estas actividades de síntesis e incorporaciónparticipan también, junto a Tekniker-IK4, otros 14centros tecnológicos y universidades de gran pres-tigio internacional en ciencia de materiales y Físicade superficies. Asimismo, Tekniker-IK4, con otros7 centros tecnológicos y universidades expertos,toma parte además en el estudio de la fricción, eldesgaste y la lubricación de los nuevos materialespara determinar sus límites de aplicación práctica.

Tekniker-IK4 lidera un proyectoeuropeo con Rolls-Royce, Renaulty EADS que desarrolla nuevosmateriales para automocióny aeronáutica

Fullerenos inorgánicos WS2 (Partner NanoMaterials).


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El proyecto para la divulgación de datos referen-te a las emisiones de CO2 (CDP), el cual integrala mayor base de datos de información sobre el

cambio climático corporativo en el mundo, ha reco-nocido el compromiso de Air Products, compañíamatriz de Carburos Metálicos, para hacer públicossus datos sobre las emisiones de CO2. Este reconoci-miento ha supuesto la inclusión de la compañía ensu Índice de Liderazgo para el 2009.

Del índice S&P500, sólo las respuestas de las 50 com-pañías más importantes al cuestionario del CDP sonincluidas en este Índice de Liderazgo. Éste destaca“las compañías que muestran un acercamiento másprofesional al gobierno corporativo en las prácticasreferentes a la divulgación de datos sobre CO2” Lascompañías fueron evaluadas en base a las respues-tas del cuestionario CDP que versaba desde los te-mas relacionados con las emisiones de gases inver-nadero y reducción de las previsiones, a los peligrosy oportunidades asociados con el cambio climático.

John McGlade, Air Products’ Chairman, President andChief Executive Officer comenta, “estamos muy or-gullosos de que nuestra política de divulgación de da-tos referentes a las emisiones de CO2 sea reconocidade nuevo gracias a nuestra inserción en este presti-gioso índice como la mejor compañía en su categoría.Además de contar con un Consejo de Sostenibilidad yun Equipo Estratégico para Gases de Efecto Inverna-dero que sirve como centro de excelencia para todacompañía, continuamos explorando nuevos merca-dos y desarrollando soluciones tecnológicas que con-tribuyan a una energía más limpia y a mejorar la ac-tuación medioambiental y su eficiencia.”

Por ejemplo, Air Products es líder en infraestructu-ras de repostaje de hidrógeno, con cerca de 100 es-

taciones de repostaje diseñadas e instaladas en to-do el mundo; equipos de licuefacción de gas natu-ral; tecnologías de membrana para el transporte deión para una eficiente producción energética; ma-teriales electrónicos para la industria fotovoltaica;sistemas de quemado de alta eficiencia para la in-dustria del vidrio y acero, materiales avanzadospara revestimientos y adhesivos sostenibles me-dioambientalmente; y tecnologías para la capturay purificación de CO2, incluida la tecnología oxy-fuel, la cual incrementa las posibilidades de lacompañía para la producción de oxígeno a escalaindustrial así como una tecnología de separaciónpara futuras aplicaciones de captura de CO2.

En España, Carburos Metálicos cuenta con un centrode excelencia de CO2, MATGAS, surgido como alian-za estratégica entre la empresa Carburos Metálicos,el Consejo Superior de Investigaciones Científicas yla Universitat Autònoma de Barcelona que se haconvertido en un centro puntero en el desarrollo defuentes energéticas sostenibles. MATGAS estudia lareducción de emisiones de CO2 y otros gases de e-fecto invernadero y desarrolla nuevas tecnologíasde captura, transformación y utilización del CO2, in-cluyendo también temas relacionados con el hidró-geno y otras fuentes de energía.

Como uno de los proyectos más destacables en losque está colaborando, se puede reseñar el Progra-ma Cenit SOST- CO2. El Programa Cenit SOST- CO2

tiene como objetivo principal desarrollar tecnolo-gías de uso del CO2 complementarias a las de cap-tura, como alternativa al confinamiento geológicodel CO2. Dicho programa está liderado por Carbu-ros Metálicos y financiado por el CDTI mediante elprograma Ingenio 2010, siendo MATGAS el coordi-nador de la parte técnica del mismo.

Air Products incluido en el Índicede Liderazgo para la divulgaciónde datos referente a las emisionesde CO2


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Aproveche en lugar de derrochar. Con la in-novadora tecnología de gaseado Hybrid-Carb de Ipsen, el gas de proceso no se que-

ma sino que vuelve a utilizarse gracias a unproceso de reciclaje. El resultado es una drásticareducción de las emisiones de CO2 y una reducciónde los costes del gas de proceso de casi un 90%.

Ahorre dinero y produzca menos CO2:la revolucionaria tecnología de tratamientogaseoso HybridCarb

En los procesos de tratamiento gaseoso actualescon Endogas o N2/metanol sólo se utiliza un 2% delgas de proceso. El resto se quema y se expulsa a laatmósfera. Ipsen quiere detener este derroche con

HybridCarb. Este sistema no sólo reduce las emi-siones de CO2 sino que reduce los costes del gas deproceso hasta un 90%.

La eficiencia de los procesos actuales de tratamien-to gaseoso en hornos de atmósfera controlada estremendamente baja. De los gases de proceso utili-zados, como Endogas o N2/metanol, sólo un 2% sedifunde realmente en las piezas y un 98% queda sinutilizar para ser finalmente quemado y formar CO2.Considerando la tendencia en la evolución de losprecios del gas y las temidas normas para evitar lasemisiones de CO2, los ingenieros de Ipsen se pre-guntaron si sería posible aumentar esta eficiencia.

Rápidamente quedó claro que el margen de acciónofrecido por las tecnologías convencionales se ha-bía aprovechado ya totalmente y que hacía falta al-go totalmente nuevo. Como fruto de sus exhausti-vas investigaciones, los ingenieros de Ipsen tienenahora la solución.

HybridCarb es un proceso de reciclaje innovadoren el cual el gas utilizado es conducido por una cá-mara de preparación. En ella se compensa la pérdi-da de carbono resultante de la carburación y, acontinuación, el gas se introduce en la cámara decalentamiento. El impresionante resultado de elloes un incremento de la eficiencia de hasta un 20%,una reducción en las emisiones de CO2 por un fac-tor de 10 a 15 y, como resultado económico alta-mente satisfactorio, una reducción en los costesdel gas de proceso de hasta un 98%. Por tanto, el u-so de HybridCarb produce una reducción de costesde hasta 15.000 euros por horno de atmósfera con-

Ahorre dinero y produzca menosCO2: la revolucionaria tecnologíade gaseado HybridCarb®

PPoorr IIppsseenn


trolada. Esta nueva tecnología puede utilizarse nosólo para equipar hornos nuevos sino también,gracias a los juegos de reciclaje HybridCarb, paraactualizar rápida y fácilmente sistemas que ya es-tán en servicio.

Como afirma Peter Lankes, director de ventas, elnuevo proceso significa un gigantesco paso ade-lante para cualquier empresa que use actualmentela tecnología de atmósfera controlada de Ipsen: “Elinterés de nuestros clientes es enorme. Y no sóloellos están interesados porque, en principio, Hy-bridCarb no sólo puede utilizarse para equiparnuestros hornos; actualmente estamos trabajandoen juegos de reciclaje que puedan emplearse conhornos de otros fabricantes."


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Ahorro de energía en el calentamiento de unhorno de campana mediante quemadoresrecuperativos. La empresa Buderus Edels-

tahlwerke AG en Wetzlar (Alemania) se dedica des-de 1920 a la producción de acero laminado en frío ycaliente, semiacabados laminados, forja estampa-da y forjas de forma libre. La producción anual en elcampo de la forja de forma libre es de unas 85.000toneladas. Las prensas de forja disponibles para es-ta producción están preparadas para el trabajo conbloques de materia prima de hasta 150 t. Los blo-ques de forja son calentados en hornos de carromediante quemadores de gas. Hay también hornosde recocido y distensionado horizontales y vertica-les en el equipamiento de estas líneas de produc-ción. Las líneas verticales compuestas por hornosde campana pueden tratar piezas de hasta 11,4 mlas cuales son templadas luego en agua, aceite opolímeros.

Situación inicial

Los hornos de campana se han conservado a lo lar-go de los años para el tratamiento térmico de pie-zas de acero, ejes largos, rotores para turbinas, ejeshuecos, etc.

Se trata de hornos de forma cilíndrica y vertical loscuales se cierran mediante una tapa móvil en el te-cho. Fueron desarrollados para tratar cargas congran homogeneidad de temperatura y evitar defor-maciones en la carga. Los procesos más usados eneste tipo de hornos son recocido, temple y reveni-do.

El horno número 630 dedicado a este estudio, fueconstruido en el año 1965 con una altura de 12 m yun diámetro interior de 2,5 m. Para conseguir unabuena homogeneidad de temperatura en la cáma-ra se dividió en 7 zonas de control con sus respec-tivos quemadores. Por cada zona se instalaron 3quemadores dispuestos a 120 º a lo largo del diá-metro del horno. En total se instalaron 21 quema-dores de aire frío. Cada quemador disponía de unapotencia de 75 kW.

A través de un colector principal de humos –man-teniendo constante la presión en el horno– se guia-ban los gases de escape hasta la chimenea de la fá-brica.

WS Wärmeprozesstechnike Interbil

Ahorro de energía medianteel precalentamiento del aire de combustión

Debido al aumento en el precio del gas, la empresaBuderus Edelstahl decidió buscar potenciales focos

pe son sustraídos de la cámara del horno. Otraventaja de la descentralización con quemadoresrecuperativos son las escasas pérdidas e inferiorcoste del material de tuberías debido al transporteen frío del tren de aire.

Quemador recuperativo REKUMAT® MSJ 200

En el horno de cámara Nº 630 descrito arriba se ins-talaron 21 quemadores REKUMAT®-B MSJ 200. Estequemador está representado en la figura 2.

El quemador recuperativo REKUMAT® MSJ 200 conuna potencia desde 50 hasta 75 kW es un diseñoampliado del quemador REKUMAT® SJ. Se desarro-lló con el fin de garantizar unas emisiones NOx mí-nimas dentro de los rangos permitidos, a pesar delprecalentamiento del 70% del aire. Como inter-cambiador de calor se dispuso de un recuperadorcon “nervios“ o “estrías” en aleación Acero-CrNi.

El funcionamiento del recuperador puede explicar-se como sigue: El gas de escape es recuperado de lacámara del horno mediante el recuperador estria-do. El aire de combustión es introducido en una co-rriente contraria a los gases de escape, medianteesta contracorriente el aire es precalentado y guia-do junto con el gas de combustión hacia la cabezadel quemador en el cual se produce el encendido.

de ahorro de energía y soluciones económicas parasu producción. La empresa Buderus se decidió porla técnica ya conocida en su fábrica, que medianteun precalentamiento del aire de combustión mejo-raba el rendimiento de los quemadores. En la figu-ra 1 puede observarse la gráfica que enfrenta elrendimiento de la combustión con la temperaturade los gases de escape antes de la entrada en el in-tercambiador de calor (el precalentamiento del ai-re de combustión se muestra como parámetro re-lativo).

Se indican los distintos métodos de funcionamien-to de precalentamiento del aire, con recuperadorcentral, quemadores recuperativos (REKUMAT®) oquemadores regenerativos (REGEMAT®). Así, por e-jemplo, en un proceso a temperatura de 1.000 ºC, laeficiencia en la conversión de energía sin precalen-tamiento del aire es de aproximadamente un 50 %.Mediante el empleo de quemadores recuperativoscon un precalentamiento del aire relativo de ε =0,65 se alcanza hasta el 80%, lo cual implica unamejora del 30%.

Mediante este método descentralizado de recupe-ración de calor, frente el sistema de recuperadorcentral, cada quemador dispone de un intercam-biador de calor o recuperador. Junto al gran ahorrode energía (figura 1) también se aprecia un benefi-cio en tanto en cuanto un 80% de los gases de esca-


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Debido al precalentamiento del gas se produce unaumento en la temperatura de la llama y por tantoun aumento en las emisiones NOx, pero se tomaronmedidas para la reducción de estas emisiones. En elmodelo REKUMAT® se ha mantenido una combus-tión por etapas y una recirculación de los gases deescape. En la cámara de combustión cerámica delquemador se realiza, en este sentido, con aprox. 2/3del aire, una primera combustión con una clara so-bre-presión, de modo que los gases de llama alcan-cen unos 100 m/s.

Con una presión similar alcanza el aire secundariolas boquillas de la cámara de combustión, donde semezclan con los gases de la cámara del horno e inci-den en el haz de llama principal, el cual también harecibido gases del horno previamente. Con este airesecundario se consigue reducir la temperatura de lallama. La alta presión del aire secundario y la granvelocidad resultante del haz de llama conllevan unamezcla óptima de la energía de la llama con los ga-ses de escape, así como una combustión completadel gas de combustión, consiguiendo una óptima u-tilización de la energía utilizada.

Resultados

El horno de cámara en estudio consumía más de 65Nm3 de gas natural por tonelada de carga en losúltimos 4 años. Dentro de este consumo se han te-nido en cuenta tanto los consumos y pérdidas co-mo las pérdidas a través de orificios o paredes delhorno, así como el rendimiento de la combustión.Tras la reconstrucción de los 21 quemadores exis-tentes a quemadores recuperativos REKUMAT®

MSJ 200 y el consiguiente cambio en el sistema degases de escape se ha conseguido una reduccióndel 30% en el consumo por tonelada calentada,hasta alcanzar valores claramente por debajo de 50Nm3 por tonelada.

Para el trabajo óptimo de estos quemadores fuenecesario implementar una operativa ON/OFF. Só-lo así es posible alcanzar altas velocidades en elpulso de llama para llegar a garantizar los resulta-dos requeridos en cuanto a precalentamiento delaire con las consiguientes bajas emisiones NOx. Apartir de aquí se integraron los 21 quemadores enun sistema de control completo. Se mantuvo la se-paración en siete zonas. Debido a las grandes velo-cidades en los pulsos de llama y a la óptima mez-cla de los gases se puede garantizar a lo largo delos 12 metros de altura del horno una homogenei-dad en la temperatura de ± 3 °C.


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Conclusiones

El resultado muestra que mediante quemadorescon recuperador en aleación Acero-CrNi se obtie-nen altos valores relativos en el precalentamientodel aire de combustión.

El empleo de estos materiales limita su campo deacción de forma eficaz en procesos de temperatu-ras hasta 1.150 ºC. Como se estudió y demostró en1998, el desarrollo y optimización de quemadorescon recuperadores cerámicos REKUMAT® C posibi-lita el empleo de estos recuperadores en procesoscon temperaturas de hasta 1.300 ºC.

Para aplicaciones con temperaturas superiores a1.150 ºC se pueden alcanzar valores óptimos en elprecalentamiento del aire y reducir claramente losconsumos de energía. Estos quemadores de recu-perador cerámico del tipo REKUMAT® C son emple-ados satisfactoriamente tanto en calentamientodirecto como indirecto en procesos de altas tempe-raturas.

Especialmente en procesos a altas temperaturasde calentamiento indirecto con tubos radiantes ce-rámicos se alcanzan las especificaciones requeri-das a altas temperaturas, así como un gran ahorroen la energía consumida y un aumento notable enlas potencias alcanzadas.

Resumen

Las características y ventajas en el empleo de que-madores REKUMAT® con recuperador tanto metáli-co como cerámico, así como en calentamiento di-recto como indirecto en diferentes tipos de hornos,pueden resumirse como sigue:

— Los recuperadores diseñados en forma estriadade aleación acero CrNi o como recuperador ce-rámico de SiC obtienen resultados óptimos conun precalentamiento relativo del aire de com-bustión en rangos de Σ = 0,6 hasta 0,7.

— La cámara de combustión cerámica de SiC parala combustión en etapas así como la boquillaestán diseñadas para alcanzar velocidades desalida de la mezcla de combustión desde 100hasta 150 m/s.

— Funcionamiento automático en modo ON/OFFcon encendido y control de llama.

— Rangos de temperatura de trabajo desde 500hasta 1.250 ºC se pueden cubrir por un mismotipo de quemador.


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Introducción

La maquinabilidad es una propiedad compleja, aigual que ocurre con la forjabilidad, la templabili-dad, la soldabilidad, y otros vocablos técnicos ter-minados en el sufijo ¨bilidad¨. La maquinabilidadestá caracterizada por la mayor o menor facilidadde la puesta en forma del material a unas cotas dehechurado previamente fijadas, trabajado median-te arranque por viruta. Práctica ésta en el que in-tervienen, preferentemente, de una parte el mate-rial de la pieza a mecanizar y de otra la forma demecanizado.

En lo que sigue, sólo nos limitaremos al trabajo demecanizado con arranque de viruta; y, aun así, esde esperar que para una determinada serie de ace-ro de construcción mecánica, con una estructurabien caracterizada, la maquinabilidad difiera se-gún sea el tipo de mecanizado: torneado cilíndrico,fresado, refrentado, taladrado, tronzado, etc.

La maquinabilidad se mide, fundamentalmente,teniendo en cuenta la vida útil de la herramientade corte en condiciones de trabajo muy bien defi-nidas. Existen, no obstante, diversos criterios paracaracterizar la vida útil de la herramienta; uno delos más utilizados es el establecido por H. Opitz:¨velocidad de corte que produce en 60 minutos –1 hora–un cráter sobre la herramienta, cuya profundidad es i-gual a la décima (1/10) parte de la distancia que separael punto medio de la arista cortante, del centro de dichocráter¨; figura 1.

La vida útil de la herramienta, así caracterizada,disminuye cuando la resistencia al cizallamientoen el plano de corte de la viruta aumenta; lo quepone de manifiesto el papel esencial de la forma-ción de la viruta en la maquinabilidad del materialque se trabaja; figura 2.

Para juzgar la maquinabilidad, no sólo es precisofijar las pautas a seguir para caracterizar la vida dela herramienta, sino que deben tomarse, también,minuciosas precauciones para disminuir la disper-

Algunas consideracionessobre los factores metalúrgicosque influyen en la maquinabilidadde los aceros finosde construcción en generalPPoorr MMaannuueell AAnnttoonniioo MMaarrttíínneezz BBaaeennaa yy JJoosséé MMªª PPaallaacciiooss RReeppaarraazz ((=))

Figura 1. Esquema de una herramienta de corte y zonas dedesgaste.

• De la resistencia al cizallamiento del material enel plano de corte de la viruta, y de la heterogenei-dad de su resistencia.

• De la microestructura del acero a mecanizar y dela eventual heterogeneidad de esa su microes-tructura.

• De las fases y constituyentes dispersos en la es-tructura del acero, más o menos alineados en lamatriz ferrítica, que pueden tener un efecto be-neficioso bien sea bajando el coeficiente de roza-miento metal-herramienta, o bien favoreciendola fragmentación de la viruta; ya que se puedeproducir un efecto desfavorable cuando la viruta,circunstancialmente, ocasiona una acción abra-siva sobre la superficie de contacto de la herra-mienta de mecanizado.

En el esquema general, evidentemente dificultosopor la complejidad de algunas de las característi-cas del material a mecanizar, analizamos la in-fluencia que ejercen sobre la maquinabilidad lossiguientes condicionantes:

1. Proceso de fabricación del acero.2. Composición química.3. Puesta en forma, en caliente y en frío.4. Tratamiento térmico: tamaño de grano y es-

tructura.

INFLUENCIA DEL PROCESODE ELABORACIÓN DEL ACERO

Las técnicas actuales de elaboración del acero per-miten fabricar aceros que responden a límites decomposición muy estrechos. El proceso de fabrica-ción empleado y la mecánica operativa juegan unpapel muy importante sobre los contenidos de a-zufre (S), fósforo (P), oxígeno (O) y nitrógeno (N),presentes en el acero, así como el tipo de inclusio-nes que tales elementos, obviamente no deseables,provocan.

La respuesta a esto viene dada por la incorporaciónde la metalurgia secundaria (HCV) a los procesosde fabricación de aceros finos de calidad: sea víaconvertidor al oxígeno o bien vía horno eléctrico. Laaplicación de la metalurgia secundaria da como re-sultado un acero que cumple las especificacionesestrictas exigidas hoy en la práctica metalúrgica.

• Control de gases en el acero. Reducción, me-

sión de los resultados. Esto viene a confirmar quela vida útil de la herramienta de corte, por sí sola,es insuficiente para determinar la maquinabilidadde un material, ya que se ha de tener en cuenta, a-demás, el esfuerzo cortante y, sobre todo, el estadode la superficie mecanizada; superficie ésta de a-cabado que depende, asimismo, de la falsa aristaque puede formarse sobre la herramienta –¨filo ad-herido¨–, y de sus condiciones de inestabilidad.

La gran complejidad que conlleva un perfecto me-canizado, pone de manifiesto lo difícil que es aunarcriterios; y, de hecho, aparecen algunas contradic-ciones en los resultados alcanzados y publicados enla literatura técnica especializada. Parece positivo,sin embargo, que sobre la base de ensayos sistemá-ticos puede deducirse la influencia de otros factoresmetalúrgicos sobre la maquinabilidad del materialtrabajado. Esto es lo que vamos a intentar en estaexposición; y, solamente, referido a los aceros finosal carbono y aleados de construcción mecánica, demedia y baja aleación.

APTITUD DE MECANIZADO DE LOS ACEROSEN GENERAL

De una manera generalizada, parece a simple vistaque la aptitud de un acero para ser mecanizadomediante el arranque de viruta depende:

Figura 2. Clasificación y morfología de la viruta según el gradode mayor o menor maquinabilidad del acero.


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diante vacío, de la concentración de oxígeno (O),hidrógeno (H) y nitrógeno (N).

• Alcanzar bajos contenidos de azufre. Normal-mente contenidos menores de 0,010% (S<0,010%) y a veces menores de 0,002% (S< 0,002%).

• Conseguir aceros limpios. Eliminación de algu-nas inclusiones no metálicas, fundamentalmen-te, óxidos.

• Control de la morfología y naturaleza de las in-clusiones. Dado que no es posible eliminar total-mente los óxidos en el acero, los procesos actua-les permiten cambiar la composición y/o laforma de las inclusiones residuales en el acero,de modo que sean compatibles con las propieda-des mecánicas y tecnológicas del acero corres-pondiente.

Las inclusiones no metálicas, provinentes del pro-ceso de fabricación del acero, influyen en la ma-quinabilidad, dado que modifican los fenómenosde rozamiento y de abrasión entre la superficie decontacto herramienta-viruta. Hay que distinguir,no obstante como ya sabemos, entre inclusionesno intencionadas y las inclusiones voluntariamen-te creadas en el acero.

A. Inclusiones no intencionadas

Parece que hay un acuerdo unánime sobre la in-fluencia nefasta, desde el punto de vista de la ma-quinabilidad, de las inclusiones duras y abrasivastales como alúminas y silico-aluminatos. Menos a-brasivas son las inclusiones de silicatos, cuandoéstos contienen proporciones notables de óxidosde hierro y de manganeso.

B. Inclusiones voluntariamente aportadas

Inclusiones de dureza poco elevada y carácter lu-bricante, que facilitan y mejoran el coeficiente defricción entre superficie de contacto herramienta-viruta; tal como sucede en los aceros de fácil ma-quinabilidad y de maquinabilidad mejorada. Los e-lementos –azufre (S), plomo (Pb), selenio (Se), teluro(Te), bismuto (Bi), etc.– adicionados voluntariamen-te, forman inclusiones de sulfuros o pequeños gló-bulos de plomo o de bismuto, con una distribuciónfina y homogénea, que facilitan muy mucho la ma-quinabilidad de los aceros en general.

INFLUENCIA DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA

La composición química del acero actúa, funda-mentalmente, sobre la estructura; y, asimismo, so-bre las características mecánicas que, normalmen-te, se obtienen a través de los tratamientostérmicos. Es difícil precisar el papel de cada ele-mento sobre la maquinabilidad, ya que cada unode los aleoelementos presentes en el acero influyesobre sus características mecánicas, no sólo en vir-tud de la fase o estado en que se encuentra en lamasa del acero –solución sólida o carburos– sino porsu influencia, igualmente, en las transformacionesalotrópicas y en la velocidad a que éstas se produ-cen.

Como tendencia general se puede, sin embargo, in-dicar que los elementos de aleación formadores decarburos disminuyen la maquinabilidad del acero,ya que aumentan la dureza. Lo mismo ocurre conlos elementos que entran en solución sólida con laferrita, que disminuyen también la maquinabili-dad, debido al ligero aumento de la dureza que su-fre tal constituyente (Fe αα) a pesar de su relativabuena ductilidad.

En cuanto a los elementos que forman inclusiones,ejercen una acción desfavorable en aquellas inclu-siones duras y abrasivas: alúminas y silicatos. O-tro tipo de inclusiones pueden ejercer, como ya sa-bemos, una acción favorable; es decir, pueden serbeneficiosas. Esto sucede cuando se forma en el a-cero inclusiones que son poco duras y tienen parti-cularmente un carácter lubricante, como ocurre;p.e: con las inclusiones, antes comentadas, de azu-fre (S), plomo (Pb), bismuto (Bi), etc.

Sin que esto pueda considerarse como norma; sepuede decir de una forma global, que la baja ma-quinabilidad en el acero se obtiene mediante lacombinación de aquellos elementos de aleaciónque conduzcan, asimismo, a altos niveles de dure-za y fragilidad.

En el estudio de los factores que afectan a la ma-quinabilidad, la influencia de los elementos decomposición de los aceros finos de construcciónmecánica al carbono y aleados puede resumirse,de una forma breve, analizando el comportamien-to de los siguientes elementos:

Carbono. Deficiente maquinabilidad para conteni-dos muy bajos (C < 0,15%). Aceptable para conteni-dos muy próximos a 0,20% de carbono (C ≅ 0,20%);


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deformación que disminuye, asimismo, la capaci-dad conformado. La mayor maquinabilidad se lo-gra, fundamentalmente, con la combinación de u-na adecuada resistencia mecánica no demasiadoelevada, y una débil ductilidad. En efecto, la expe-riencia nos demuestra que la acritud mejora nota-blemente la maquinabilidad de los aceros al carbo-no suaves y, asimismo, la de los aceros débilmentealeados con bajo carbono, ya que la dureza por a-critud que, normalmente, en estos aceros se alcan-za está comprendida entre 170 y 200 Brinell.

INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO TÉRMICO

El tratamiento térmico del acero, previo al mecani-zado, puede influir en la maquinabilidad por me-dio de:

• El tamaño medio del grano alcanzado.• La estructura micrográfica lograda: (1) homoge-

neidad química suficiente; (2) cierta heterogenei-dad dendrítica alineada, debido a la deformaciónsufrida durante el trabajo en caliente.

Tamaño de grano

En los aceros extrasuaves de cementación estácomprobado que una estructura básicamente ferrí-tica, uniforme y ligeramente gruesa, es favorablepara un buen mecanizado: torneado, refrentado,etc. Cuando el tamaño de grano es fino, como con-secuencia del calmado del acero con aluminio (Al)es, entonces, difícil de precisar el descenso de lamaquinabilidad, debido al tamaño de grano fino y,asimismo, a la formación de inclusiones abrasivas:alúminas y silico-aluminatos.

Para los aceros de cementación al carbono y acerosde cementación al cromo-manganeso (Cr-Mn) sebusca, mediante un tratamiento térmico de nor-malizado, una estructura de ferrita-perlita laminarhomogénea de cierto grosor y uniformemente re-partida. En lo que se refiere a los aceros de cemen-tación al cromo-níquel (Cr-Ni), de transformacio-nes lentas en el dominio perlítico, es preferibleaplicar aquellos tratamientos térmicos, mediantelos cuales se consiguen los niveles de resistenciamás favorables para la formación y arranque de laviruta: recocido isotérmico.

En los aceros al carbono (C) ¨semiduros¨, el trata-miento térmico de normalizado a temperatura su-

y, rápido descenso de la maquinabilidad para con-tenidos de carbono superiores a 0,30% (C > 0,30%).

Fósforo. Maquinabilidad moderadamente mejora-da hasta un 0,10% (P ≤ 0,10%).

Azufre. Maquinabilidad mejorada hasta un límiteligeramente impreciso de 0,30% (S ≤ 0,30%).

Manganeso. Su efecto obre la maquinabilidad de-pende del los contenidos en azufre y fósforo, sobretodo en los aceros de fácil maquinabilidad [Mn = (1÷ 1,30%)].

Adiciones especiales. Las adiciones de níquel (Ni),molibdeno (Mo), como (Cr) y vanadio (V) disminu-yen significativamente la maquinabilidad, la ac-ción del níquel es la de mayor intensidad.

INFLUENCIA DEL TRABAJO EN CALIENTEY EN FRÍO

Acerca de las condiciones en que se realiza el me-canizado de un material, después de ser trabajadoen caliente y posterior enfriamiento –grado de de-formación y temperatura de laminación o forja– influ-yen los siguientes factores:

• El tamaño de grano del acero.• La velocidad de transformación alotrópica.• La alineación de las dendritas.

El tamaño de grano grueso influye de una forma po-sitiva sobre el mecanizado de los aceros en general.El tamaño de grano será tanto mayor cuanto menorsea la energía de solidificación del acero, –reduccióno supresión del aluminio en composición– cuanto mayorsea, asimismo, la temperatura de laminación o deforja del material y cuanto menor sea, también, suvelocidad de enfriamiento posterior.

En aceros de media y baja aleación, que se mecani-zan después de conformados en caliente y enfria-dos a temperatura ambiente; parece preferible,desde el punto de vista de maquinabilidad, fijarseen una dureza baja más que en el tamaño de granodel material. Por tanto es conveniente, para tal fin,terminar las operaciones de forja o laminación encaliente a una temperatura, justamente, por enci-ma de la del punto crítico Ac3.

El trabajado y hechurado en frío aumenta la resis-tencia mecánica del metal, debido a la acritud de


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ficientemente elevada favorece la maquinabilidad,ya que hay un aumento de grano que rompe lacontinuidad de la ferrita y favorece la formación deperlita laminar. Sin embargo, con contenidos decarbono iguales o superiores a 0,50% (C ≥ 0,50%),¨aceros duros¨, que han sufrido un tratamiento tér-mico de normalizados, presentan resistencias de-masiado elevadas; por lo que se hace necesario,para obtener durezas y resistencias más bajas, rea-lizar un recocido globular; –globulización de la ce-mentita que se dispersa en una matriz ferrítica blanda ymaquinable; figura 3– recocido que deberá ser tantomás intenso cuanto más alto sea el contenido decarbono en el acero.

rar, también, la resistencia mecánica y el grado dedeformabilidad del acero que se ha de mecanizar.

RESUMEN

La composición química del acero determina la es-tructura y propiedades que caracterizan, principal-mente, el mecanizado. La maquinabilidad se pue-de mejorar adecuando, previamente, la estructurade los aceros –aceros de construcción al carbono y ace-ros aleados– al tratamiento térmico más convenien-te: (1) normalizado para el mecanizado de acerosal carbono hipoeutectoides, de medio y menos ba-jo carbono; (2) recocido – de ablandamiento, globular,isotérmico– para el mecanizado de aceros con altocarbono y aceros aleados de construcción de me-dia y más alta aleación.

La presencia de zonas duras en la estructura delmaterial es siempre un problema para las opera-ciones de mecanizado, ya que provoca el desgasteprematuro de las herramientas y, a veces, el des-conchado de su filo. La presencia, igualmente, degrandes masas compactas de ferrita en la estructu-ra del acero dificulta muy mucho un correcto me-canizado. La ferrita, por su alta plasticidad, oponeuna resistencia considerable a la fragmentación dela viruta; por lo que virutas relativamente largas yvirutas rizadas son difíciles de evacuar, dando ori-gen al fenómeno del ¨filo adherido¨ en la herra-mienta.

En los aceros de bajo y medio carbono [C = (0,15 ÷0,40%)] y, también, en los aceros aleados de bajaaleación, es absolutamente, necesario romper lacontinuidad de la zona ferrítica, o al menos intentardisminuir su capacidad de formación. Esto se logra,principalmente, mediante el tratamiento térmicode normalizado, con el que se procura obtener unaestructura mixta, fina y uniforme, de perlita-ferrita;figura 4. Dicha microestructura interesa que tengaun buen grado de homogeneidad, en lo referente ala forma y distribución de los constituyentes; cir-cunstancia ésta que no se da en las estructurasbandeadas ni en las estructuras Widmanstätten;figuras 5 y 6. La estructura Widmanstätten es típicade colada. Para la consecución de una correcta es-tructura mixta de ferrita y perlita es importante lapresencia en la masa del acero de:

• La cantidad o fracción óptima, de ferrita-perlita.• La morfología o forma de la perlita más conve-

niente.


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Figura 3. Estructura globular formada por partículas de ce-mentita globular dentro de una matriz de ferrita blanda y ma-quinable (X 850).

Estructura micrográfica

Es bien sabido que la microestructura del materiala mecanizar, tiene una importante repercusión so-bre: (1) la vida útil de la herramienta cortante; (2) lavelocidad de mecanizado; y (3) el estado superficialde la pieza que se mecaniza.

Por otra parte, es corriente que cuando se han defabricar grandes series de piezas, el mecanizadorespecifique en el pedido a la acería el tipo de mi-croestructura y/o el tratamiento más adecuado pa-ra conseguir una estructura lo más apta posiblepara el mecanizado. Aunque existen algunas con-tradicciones, a pesar de las numerosas investiga-ciones habidas al respecto, se ha de tener en cuen-ta que la maquinabilidad no sólo es función de laestructura micrográfica, sino que se ha de conside-

Finalmente, en los aceros finos al carbono y en losaleados de construcción mecánica, de baja y mediaaleación, se puede determinar la estructura más i-dónea que favorezca un buen mecanizado, conse-guido a través de un correcto tratamiento térmico.

• Aceros con un contenido de carbono inferior a0,25% (C ≤ 0,25%). Conviene, para que mecanicenbien, una estructura de normalizado; estructuraésta compuesta de ferrita e islotes de perlita. Semejoran los resultados cuando se realiza, adicio-nalmente, un calibrado por estirado –reducción dela sección transversal (15%)–, con el consiguiente ybeneficioso aumento de acritud, ya que esto faci-lita el mecanizado: normalizado + calibrado porestirado.

• Aceros con un contenido de carbono medio infe-rior a 0,55% (C ≤ 0,55%). Para mejorar el mecani-zado de los aceros aleados de construcción, concarbono no superior al 0,55% (C≤ 0,55%), convie-nen estructuras que, normalmente, se obtienenmediante un recocido isotérmico: estructuras deferrita-perlita no bandeada; figura 7. Los acerosque sólo tienen en su composición carbono [C =(0,35 ÷ 0,50%)], permiten un buen mecanizadocuando se les realiza un normalizado, seguido deun revenido a temperatura comprendida entre600 y 630 ºC: normalizado + revenido.

• La anchura de las láminas de perlita y ferritaque, en la práctica, están íntimamente relaciona-das con la dureza estructural.


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Figura 4. Estructura fina y uniforme de ferrita-perlita de un a-cero al carbono hipoeutectoide normalizado (X 100).

Figura 5. Estructura en bandas alternas de ferrita y de perlitade un acero de cementación 20NiCrMo2 de baja aleación y re-cocido. Estructura que es propia de aceros con bajo contenido decarbono y en estado de recocido total. (X 100).

Figura 6.Típica estructura de Widmanstätten de un acero alcarbono hipoeutectoide en bruto de colada (X 100).

Figura 7. Estructura no bandeada de ferrita y de perlita –es-tructura blanca-negra–.Recocido isotérmico del mismo acerode la figura 5: 20NiCrMo2 (X 100).

• Aceros con un contenido de carbono superior a0,60 % (C > 0,60%). La maquinabilidad se mejoramuy mucho, cuando este grupo de aceros –al car-bono y aleados de media/baja aleación– presenta u-na estructura globular. Con el recocido globular,

la estructura que está constituida, principalmen-te, de glóbulos de perlita distribuidos de una for-ma uniforme en la masa matricial ferrítica blan-da y maquinable; ver figura 3. Pero en el caso demecanizados lentos, brochado o tallado, la es-tructura de ferrita-perlita + perlita laminar, obte-nida mediante recocido isotérmico, es la más a-propiada para esas formas de mecanizado.

MECANISMOS DE DESGASTEEN LAS HERRAMIENTAS DE CORTE

Definida ya la maquinabilidad, como la aptitud deun material a su puesta en forma o hechurado a u-nas dimensiones determinadas, y con el acabadosuperficial preciso, obtenido mediante mecaniza-do por arranque de viruta. El resultado final de lasoperaciones de mecanizado dependen, por tanto,de las interacciones que se producen en el conjun-to máquina-herramienta-material a mecanizar.

Los parámetros que influyen en cada parte delconjunto, así como los mecanismos que interactú-an en las tres partes que lo integran, se expresanen el esquema siguiente; figura 8. Nuestros co-mentarios se centrarán sólo en las mejoras poten-ciales que se pueden alcanzar en el propio materiala mecanizar, no entrando en ningún otro campo.

te punto preocupa muy mucho al mecanizador; encuanto que en las máquinas actuales, y/o en los cen-tros de mecanizado, los tiempos muertos de trabajopor el cambio de herramental supone un importantecomponente del costo total del mecanizado.

La interacción que se produce entre herramienta-material, ha sido ampliamente estudiada en la lite-ratura técnica que existe al respecto. En esta exposi-ción comentaremos sólo, y muy superficialmente,las causas principales que producen el desgaste delas herramientas de corte. El rozamiento entre elmaterial que se mecaniza y la herramienta cortantese produce, fundamentalmente, en dos zonas muyconcretas de dicha herramienta; ver figura 1:

• Rozamiento entre la cara de ataque de la herra-mienta y la viruta que se va desprendiendo du-rante el mecanizado. Esta interacción produceun desgaste en la herramienta en forma de ¨crá-ter¨ (KT).

• Rozamiento entre la cara de incidencia de la he-rramienta y la superficie del material mecaniza-do, produciéndose en aquélla una marca o ¨labiode desgaste¨ (VB).

La intensidad de estas formas de rozamiento vienegobernada por un buen número de factores entrelos cuales enumeramos:

• Resistencia a la cizalladura del material que semecaniza.

• Su grado de endurecimiento por acritud. • Su ductilidad y dureza.• Coeficiente de fricción.• Abrasividad de su constituyentes microestructu-

rales.• Geometría de la herramienta.• Parámetros de mecanizado: velocidad, avance,

profundidad de mecanizado.• Lubricación.

Las fuerzas que intervienen en los procesos de me-canizado son del orden de 700 MPa, alcanzándoseen condiciones y muy severas hasta 3000 MPa. Lapotencia total consumida para vencer a tales fuer-zas se emplea en la siguiente proporción: (1) 2/3 enla deformación plástica de la zona de cizalladurapara que se forme y arranque la viruta; y (2) 1/3 enel esfuerzo de rozamiento con la superficie meca-nizada. Queda un pequeño esfuerzo residual (<2%), que se consume en el almacenamiento de lastensiones superficiales de la pieza mecanizada.


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Figura 8. Forma esquemática de los parámetros que influyenen el comportamiento de cada parte del conjunto: máquina-he-rramienta-material a mecanizar y resto de mecanismos que es-tán presentes en el esquema.

Es importante conocer la interacción que se produceentre herramienta-material a mecanizar, ya que eldesgaste de la herramienta determina la mayor omenor aptitud de un material a ser mecanizado. Es-

sión, aunque siempre está presente, es proporcional-mente bajo a velocidades de corte pequeñas, ya quelas fuerzas que intervienen no son suficientementeintensas para producir una fuerte abrasión. Esta for-ma de desgaste crece intensamente a velocidades decorte a partir de 100 metros por minuto [Vc ≥ 100m/min].), y es el principal causante de la muerte, poragotamiento, de la herramienta cuando se mecanizaa velocidades medias-altas [Vc = (100 ÷ 120 m/min.)]

Desgaste por difusión

Cuando se generan elevadas temperatura en el me-canizado, originadas por el contacto e intensidad derozamiento entre herramienta-viruta a muy altasvelocidades de corte, se puede producir la difusión yemigración de algunos de los elementos aleantes dela herramienta. Se produce, entonces, una degrada-ción de la ¨nobleza¨ del propio material del que estáfabricada; y, como consecuencia de ello, hay una dis-minución de la resistencia al desgaste de la herra-mienta correspondiente.

La importancia relativa de los tres mecanismosfundamentales de desgaste viene expresada en lafigura 9 y tabla I.

RELACIÓN ENTRE EL MECANISMODE DESGASTE Y LA VELOCIDAD DE CORTE

A muy bajas velocidades de mecanizado –brochadoy taladrado profundo– no hay suficiente intensidad

El desgaste de la herramienta, básicamente, se ori-gina por la interacción de tres mecanismos funda-mentales: (1) adhesión; (2) abrasión; y (3) difusión.

Desgaste por adhesión

En las operaciones de mecanizado, y a consecuenciadel fuerte rozamiento habido, se produce un efectode microsoldadura –adhesión– entre la herramienta,la viruta desprendida y el material que se mecaniza.Cuando la resistencia de la viruta es menor que laresistencia de la microsoldadura y, asimismo, menortambién que la resistencia del material mecanizado,se producen arranques –partículas– de la propia viru-ta que se quedan adheridos a la herramienta; prefe-rentemente en la zona de filo formándose, entonces,un depósito de material denominado BUE [Built-Up-Edge]. Depósito éste que ocasiona en la pieza una su-perficie de mecanizado no uniforme y en la herra-mienta el embotamiento del filo de corte. Cuando elelemento de menor resistencia son las partículas ad-heridas –microsoldadura–, se producen entonces a-rranques del propio material mecanizado, con undesgaste mínimo de la herramienta.

Por último, cuando el elemento más débil es el pro-pio material de herramienta se produce el arran-que de partículas y el desgaste se sitúa en las carasde corte de la herramienta; tanto en la cara de ata-que, ¨cráter¨, como en la cara de incidencia, ¨labiode desgaste¨: ver figura.1.

El desgaste por adhesión predomina a velocidadesde corte crecientes hasta los 80 m/min [Vc = (80 ÷90 m/min)], ya que a velocidades de corte bajas, nohay la suficiente intensidad de rozamiento paraproducir la adhesión de partículas por soldadura, yla viruta simplemente se desliza. Cuando la veloci-dad de corte aumenta la temperatura que se gene-ra también se incrementa, produciéndose enton-ces el suficiente calor para que las partículasadheridas rompan fácilmente y dejen de tener im-portancia. El efecto del desgaste por adhesión de-saparece a velocidades de mecanizado medias-al-tas [Vc = (100 ÷ 120 m/min.)].

Desgaste por abrasión

El desgaste por abrasión, es el resultado del roza-miento sobre la herramienta de los constituyentesduros del material que se mecaniza, principalmente,inclusiones no metálicas angulosas y duras, carbu-ros, inclusiones de otro tipo, etc. El desgaste por abra-


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Figura 9.Relación entre la velocidad de corte y la importanciarelativa de los mecanismos de desgaste de la herramienta.

de rozamiento para producir el efecto de microsol-dadura y, en consecuencia, la viruta desprendidasimplemente se desliza sobre la superficie de cortede la herramienta. A velocidades de corte crecien-tes –fresado, tronzado, torneado con herramientas de a-cero rápido– predomina el desgaste por adhesión:velocidades menores de 90 metros por minuto [Vc≤ 90 m/min.]. Cuando la velocidad de mecanizadoaumenta por encima de 90 metros por minuto [Vc> 90 m/min.] –torneado con herramientas de metal du-ro– aumenta, también, la temperatura generándo-se entonces el suficiente calor para que las micro-soldaduras rompan fácilmente y dejen de tenerimportancia.

El desgaste por abrasión aunque siempre está pre-sente es, proporcionalmente, muy reducido en a-quellas velocidades de mecanizado bajas, ya quelas fuerzas que intervienen en el mecanizado noson lo bastante potentes para producir una abra-sión relativamente fuerte. El desgaste por abrasióncrece de forma significativa cuando las velocida-des de corte se sitúan por encima de 100 metro porminuto [Vc >100 m/min.]. Esta forma de desgaste,reiteramos, es la principal causante del agota-miento y muerte de las herramientas; sobre todo,en aquellas operaciones de mecanizado donde seutilizan velocidades por encima de los 100 metrospor minuto [Vc = (100 ÷ 130)].

Finalmente, en el estado actual del conocimientotécnico-metalúrgico, la lucha contra el desgastepor difusión se reduce, de manera fundamental, alcampo de las herramientas de mecanizado; y, portanto, no es objeto de esta nuestra exposición. Sinembargo, sí podemos indicar algunas y escuetasposibles soluciones:

• Sustitución de herramientas de carburos de vol-framio (WC) por herramientas de carburos de ti-tanio (TiC) de mayor dureza.

• Utilización de herramientas de material cerámi-co –cerámicas de corte– debido, principalmente, asu menor velocidad de difusión.

• Tratamientos de revestimiento superficial de ca-pas finas y duras –deposición en fase vapor... [TiN;TiCN; AlTiN)]– en las herramientas fabricadascon aceros rápidos, o bien de metales duros.


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Tabla I. Influencia de los mecanismos de desgaste sobre algunas de las modalidades de mecanizado.


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Proceso de laminación. Una placa o una barra de a-cero, generalmente al rojo vivo, se pasa por unosrodillos donde se produce un cambio en la seccióntransversal con la geometría deseada.

A principios del siglo XVIII ya había en Suecia y enInglaterra laminadores movidos por molinos de a-gua. La máquina de vapor de Watt fue aplicada pa-ra este uso por primera vez en 1786.

A mediados del siglo XIX se producían por lamina-ción rieles para ferrocarril de 40 m de largo; se usa-ba de manera generalizada el martillo de vapor yse fabricó el primer buque interoceánico hecho abase de hierro forjado. El buque, llamado SS GreatBritain fue construido con doble capa de hierro ycon cinco compartimentos. Su peso fue de 8.000toneladas, cuatro de las cuales fueron de la hélice.El casco se construyó traslapando placas unidascon remaches a un poderoso marco de vigas.

La torre Eiffel, inaugurada en París en 1889, se cons-truyó con más de 7.000 toneladas de hierro lamina-do. Como el acero todavía era muy caro, los cons-tructores Forges y Mendel optaron por el hierro. Lafabricación masiva y, por lo tanto económica del a-cero estaba ya retrasada en relación con su deman-da.

El primer paso para lograr la transformación masi-va del arrabio en acero lo dio el inglés Henry Besse-mer en 1856. La idea de Bessemer era simple: eli-minar las impurezas del arrabio líquido y reducirsu contenido de carbono mediante la inyección deaire en un "convertidor" de arrabio en acero. Se

trata de una especie de crisol, como el que muestrala figura 2, donde se inyecta aire soplado desde laparte inferior, que a su paso a través del arrabio lí-quido logra la oxidación de carbono. Así, el conte-nido de carbono se reduce del 4 ó 5% a alrededor deun 0.5%. Además el oxígeno reacciona con las im-purezas del arrabio produciendo escoria que subey flota en la superficie del acero líquido. Como lacombinación del oxígeno con el carbono del arra-

Datos tecnológicos y orientaciones.Aceros y tratamientos térmicos.Prontuario metalotécnico.Fundamentos (Parte II)PPoorr BBaallttaassaarr MMaarrttíínneezz AArrccaass

Figura 2. Convertidor de arrabio en acero inventado por HenryBessemer. Un flujo de aire se inyecta por la parte inferior delhorno para que elimine gran parte del carbono y otras impure-zas del arrabio por oxidación. Este diseño fracasó inicialmenteporque el refractario que cubría las paredes del horno era de ti-po "ácido".

bio es una combustión que genera calor; Bessemeracertadamente sostenía que su proceso estaba e-xento de costos por energía. La idea era fantástica.

Bessemer logró convencer a los grandes señores delhierro de la época victoriana para que aplicaran in-dustrialmente los procedimientos que él había de-sarrollado a escala de laboratorio. Se invirtieron e-normes recursos en el proyecto, cuyo resultado fueun escandaloso fracaso. Bessemer fue obligado areponer el dinero a los industriales y se hundió enel mayor descrédito. Pero Bessemer no se dio porvencido. Le costó mucho darse cuenta de que el a-rrabio que él había empleado en sus experimentosde laboratorio era distinto al que explotaban indus-trialmente los fundidores ingleses. Por alguna ra-zón, Bessemer había empleado un arrabio de bajocontenido de fósforo que contrastaba con el arrabioobtenido de muchos minerales nativos de Inglate-rra y Europa que eran muy ricos en este elemento.

La pared del convertidor de Bessemer estaba recu-bierta con ladrillos refractarios ricos en óxido de si-licio: sílice. En la jerga de los refractarios a éstos seles llama "ácidos" para distinguirlos de los óxidosmetálicos, que se denominan "básicos". La tristeexperiencia del primer intento de Bessemer sirviópara demostrar que los refractarios ácidos entor-pecen la eliminación del fósforo del arrabio. Mástarde Thomas y Gilchrist, también ingleses, proba-ron que el convertidor de Bessemer transformabaexitosamente el arrabio en acero si la pared delhorno se recubría con refractarios "básicos", de ó-xido de magnesio por ejemplo. Para quitar el fósfo-ro y el sílice del arrabio, añadieron trozos de piedracaliza que reacciona con ambos para producircompuestos que flotan en la escoria. Esto no se po-día hacer en el convertidor "ácido" de Bessemerporque la piedra caliza podría reaccionar con losladrillos de sílice de sus paredes.

Bessemer instaló su propia acería en Sheffield, pa-gó sus deudas, pronto logró una producción de unmillón de toneladas por año y amasó una gran for-tuna. Lo que nunca pudo recuperar fue la confianzade los industriales ingleses. De muy mala manerafue rechazado su proyecto para sustituir los rielesde ferrocarril de "hierro" de esa época por los de a-cero que ahora todo el mundo utiliza.

La tecnología para producir arrabio siempre estuvoinmersa en un proceso evolutivo. Un paso de unagran trascendencia se dio en el siglo XVIII, cuandoel carbón mineral sustituyó al carbón de leña enlos hornos. El uso del carbón de leña en las acerías

dejó secuelas dramáticas en muchos países. En In-glaterra la devastación fue tan brutal que para me-diados del siglo XVIII los bosques ya se habían ago-tado. Por más de un siglo Inglaterra tuvo queimportar hierro o arrabio de Suecia, Rusia y de suscolonias americanas, debido a su insuficiencia decarbón de leña. Para bien de los bosques, en el sigloXVIII se inició el uso del carbón mineral para pro-ducir arrabio. El carbón mineral usualmente contie-ne sustancias volátiles indeseables para la fabrica-ción del arrabio. Se desarrollo entonces un métodoque consiste en triturar y calentar el carbón mine-ral en hornos para que las sustancias volátiles seanexpelidas, dando lugar a un carbón más refinadollamado coque.

Cuando los convertidores "básicos" de arrabio enacero entraron en operación, ya se producía car-bón mineral coquizado en plantas avanzadas don-de además de purificar al carbón se aprovechabanlos gases expelidos. Se obtenían como subproduc-tos amoniaco, benceno, tolueno, nafta aromática ybrea de alquitrán.

LOS ACEREROS CLÁSICOS

Una vez desatada la producción masiva de acerodurante la revolución industrial, la producción,mundial creció vertiginosamente, como se indica enla figura 3, impulsada por una fiebre tecnológica sinprecedentes y por una demanda industrial insatis-


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Figura 3. Gráfica de la producción mundial de acero en los últi-mos siglos. El invento de Bessemer fue el punto de partida delvertiginoso crecimiento.

LOS ALTOS HORNOS

Antes de que desaparezcan de la faz de la Tierra,vale la pena describir a los modernos dinosauriosque ahora producen la mayor parte del acero delmundo. El proceso se puede dividir en dos grandespasos. El primero consiste en transformar el mine-ral de hierro de las minas en arrabio y el segundoen convertir el arrabio en acero.

En un alto horno, cuyo esquema se presenta en lafigura 6, se logra la transformación del mineral dehierro en arrabio. Este tipo de horno es el que tie-nen actualmente la Siderúrgica Lázaro Cárdenas-Las Truchas, en la costa del Pacífico de Michoacán;Altos Hornos de México, en Coahuila; y el que teníala Fundidora de Monterrey que cerró hace algunosaños. También este tipo de hornos fueron los que,abatidos por las recientes sacudidas tecnológicas,cayeron dinamitados a principios de 1986 en laBethlehem Steel Corporation de Pennsylvania.

Los minerales de hierro contienen del 60 al 70% dehierro; el resto se compone de oxígeno, arena, arci-lla y piedras, que a su vez contienen sílice (óxido desilicio). Es necesario deshacerse del sílice para evi-tar que una parte del hierro se desperdicie al for-mar compuestos con esta sustancia. Lo anterior selogra agregando piedra caliza. La caliza tiene la pro-piedad de que, a altas temperaturas, tiene muchaafinidad por el sílice y por otras impurezas que vie-nen con el mineral, formando compuestos que flo-tan en el arrabio líquido como escoria.

El mineral, junto con la piedra caliza y el coque tie-

fecha. El fenómeno nunca estuvo limitado al ámbitoinglés. Diez años antes de registrarse la patente deBessemer, William Kelly había desarrollado la mis-ma idea en Estados Unidos. Asimismo los hermanosSiemens, alemanes, y posteriormente los hermanosMartin, franceses, dieron grandes pasos en el desa-rrollo de convertidores de arrabio en acero que an-tes de terminar el siglo XIX ya habían superado laproducción a los de Bessemer (figura 4).


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Figura 4. Producción de acero en Inglaterra. Los convertidoresde Bessemer, "ácidos" o "básicos", dominaron inicialmente. Elsistema Siemens-Martin fue el más utilizado en las primerassiete décadas del presente siglo. Los convertidores BOF cobra-ron importancia en los últimos treinta años.

La geografía de la producción de acero también e-volucionó. A principios del siglo XVIII Suecia era elprimer productor mundial de arrabio.

Posteriormente Inglaterra tomó su lugar, mante-niendo su hegemonía hasta finales del siglo XIX.En 1890 Estados Unidos rebasó a Gran Bretaña y semantuvo como líder hasta 1971, cuando fue supe-rado por la Unión Soviética. En la figura 5 se pre-sentan los diez primeros productores del mundoen 1983. La situación reciente dista de ser estable.De 1976 a 1983 China pasó del octavo al cuarto lu-gar, Japón desplazó a Estados Unidos del segundolugar, Gran Bretaña pasó del séptimo al décimo yCorea del Sur se movió del lugar 25 y se puso en el15.

Figura 5. Los diez mayores productores de acero en el mundo en1983.

nen en su conjunto el nombre de carga y se introdu-cen en el alto horno por la parte superior. La forma yel tamaño de la carga están ya muy estudiados. Pri-mero se muelen los minerales de hiero y la piedracaliza. Luego se producen aglomerados de uno a doscentímetros de diámetro, donde la caliza se incor-pora junto con el mineral.

Con bandas transportadoras se lleva la carga, esdecir las esferas del mineral y la caliza, y trozos decoque, hasta la parte superior del alto horno (Figu-ra 6). Casi todo el alto horno se mantiene lleno decarga. Por la parte inferior, utilizando ductos lla-mados toberas, se introduce un soplo de aire ca-liente que fluye por los huecos que quedan entrelas partículas de la carga. Desde los tiempos de losfundidores chinos del siglo VI hasta principios delsiglo XIX el arrabio se produjo soplando con airefrío sobre la mezcla de minerales y carbón. Sin em-bargo, el proceso es mucho más eficiente tanto enrapidez como en consumo de coque si se sopla airecaliente adicionado con un poco de oxígeno y, e-ventualmente, con hidrocarburos. Cuando el soplo

de aire caliente fue introducido por James Nielsenen 1828, se logró de inmediato un ahorro del 40%en el consumo de carbón.

En el alto horno, el aire caliente sirve para producirla combustión del coque y para elevar la tempera-tura. El oxígeno del aire se combina con el carbonopara producir el monóxido de carbono que, a suvez, reacciona con el óxido de hierro para producirhierro y bióxido de carbono.

Al salir del alto horno, los gases producidos por lareacción del aire caliente con el coque y el mineralde hierro no están totalmente quemados. Es co-mún, que una cuarta parte de la mezcla de gasessalientes sea monóxido de carbono. Este gas vene-noso todavía puede quemarse, es decir, oxidarse, yel calor producido es aprovechable en el calenta-miento del soplo del aire que entra. Con esto se lo-gra además un beneficio para el ambiente al redu-cir las emisiones de monóxido de carbono.

Los gases que salen del alto horno son canaliza-dos mediante duetos hacia enormes estufas don-de se logra la combustión total de los mismos. Enel camino, como se ilustra en la figura 7, los gasesse hacen pasar por cámaras para separar el polvoque arrastran. De esas cámaras se conducen a u-na de las estufas (los altos hornos se acompañanal menos de dos estufas). Las estufas son cámarasde combustión revestidas, con tabiques refracta-rios con alta capacidad de absorber calor. Des-pués de algunas horas de quemado de los gases laestufa alcanza altas temperaturas y en ese mo-mento los gases se canalizan a otra de las estufas.Es entonces cuando el soplo del aire, que deberáentrar al alto horno, se pasa por la estufa paraque se caliente al hacer contacto con las paredesdel tabique refractario incandescente, y alcanzatemperaturas superiores a los 1.000 °C. En la figu-ra 7, la estufa de la izquierda está quemando ga-ses y la de la derecha está calentando al soplo deaire.

La parte más caliente del alto horno se localiza jus-tamente arriba de las toberas y se conoce como eta-laje (Figura 6). Allí la temperatura alcanza los 1.800°C, alrededor de 550 grados más de los necesariospara fundir el arrabio. En estas condiciones las es-feras de la carga, originalmente hechas de óxidosde hierro y caliza, lloran (gotean) arrabio y escoriaque se depositan en el crisol que está en la parte in-ferior del alto horno.

(Continuará)


42

Figura 6. En el alto horno, el mineral de hierro, el coque y la ca-liza se cargan por la parte superior. Por las otras toberas se in-yecta el aire caliente que enciende el coque y libera el monóxidode carbono necesario para reducir al óxido de hierro. El arrabio,producto final del alto horno, se colecta por una piquera en laparte inferior.

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