FABRICACION DE ACOPLES TERMOCONTRAIBLES DE ACERO POR PUNZONADO EN CALIENTE

I. ESQUIVEL, A.V. DRUKER, J. MALARRÍA

Rosario

Jornada; XIII Jornadas Ciencia y Tecnología; 2019

Universidad Nacional de Rosario

El efecto memoria de forma (EMF) es una propiedad observada en ciertas aleaciones cuando, al elevar su temperatura, recuperan parte o la totalidad de una determinada deformación previamente aplicada. Desde el descubrimiento del EMF en las aleaciones Fe-Mn-Si, se ha despertado gran interés por ser aptas para diversas aplicaciones tecnológicas. Anteriormente hemos publicado el desarrollo de un prototipo de acople con memoria de forma (MF), realizado en chapa conformada y soldada. El modo de empleo de estos acoples se asemeja a la de un tubo termocontraíble. En primer lugar el acople debe ser deformado -expandiendo su diámetro- por medio de una transformación martensítica inducida por tensión, austenita (γ, FCC) ↔ martensíta (ε, HCP), sin deformación plástica. Luego, la recuperación de forma, y/o la tensión de montaje, se alcanza por reversión térmica de esta transformación martensítica, cuando se lo caliente por encima de la temperatura Af. El objetivo de este trabajo radica en el desarrollo y construcción de acoples con MF sin costura, para ejes y tuberías. La fabricación sin costura supone mejores rendimientos de manufactura a la vez que mayor calidad mecánica del producto. El método empleado para este fin combina los principios de extrusión y punzonado en caliente, para lo cual desarrollamos y construimos el herramental necesario. El sistema de trabajo desarrollado consta de: 1) Material de estudio a ser deformado; 2) Matriz de conformado (contiene al material); 3) Punzones (herramienta que produce el perforado/punzonado); 4) Prensa hidráulica de 40 toneladas (aplica la carga necesaria para deformar el material en caliente); 5) Hornos mufla para calentamiento del material y de la matriz; 6) Lubricante líquido; 7) Sistema electrónico de control y registro de la carga y desplazamiento del punzón. El material de estudio es la aleación Fe-18Mn-6Si-10Cr-5Ni la cual fundimos y colamos en moldes cilíndricos de 32 mm de diámetro. Los lingotes fueron homogeneizados y luego torneados en rodajas de 30 mm de diámetro por 30 mm de altura. Cada pieza se calentó hasta 1250 ºC antes de ser introducida en la matriz (precalentada hasta 400 ºC) para ser punzonadas. Las cargas aplicadas que se registraron durante el proceso varían entre 40 y 110 kN. Las altas presiones y temperatura desarrolladas en la operación condicionaron el diseño y la elección de materiales para los punzones y matriz. Utilizamos acero H13 templado y revenido a 52 HRC, debido a que mantiene su dureza hasta 500 ºC. Para facilitar la extracción de la pieza ya deformada, los punzones se diseñaron con conicidades adecuadas y la matriz se construyó de modo que pueda ser desmontada. Como resultado del proceso, obtuvimos acoples cilíndricos de 19 mm de diámetro interior y 3,6 mm de espesor de pared, con apropiada terminación superficial y calidad dimensional.