RESISTENCIA AL DESGASTE DE ALEACIONES Zn-Al DILUIDAS

L. DOS SANTOS; A. BONCZÓK; A. E. ARES; C. E. SCHVEZOV; M. R. ROSENBERGER

Posadas

Jornada; VIII Jornadas Científico Tecnológicas; 2011

CIDET - UNAM

En el área de la fundición las aplicaciones más importantes del cinc consisten en laelaboración de aleaciones para fundición convencional y fundición bajo presión, que puedendividirse en dos familias básicas de aleaciones fundidas base cinc: las aleaciones ZAMAK ylas aleaciones cinc-aluminio (ZA). El interés en el estudio de estas aleaciones está en subuena resistencia a la abrasión, a la corrosión, buena fundibilidad y bajo punto de fusión, loque lleva a un bajo costo en el proceso de fundición.En el presente trabajo se preparan probetas de aleaciones del sistema Zn-Al (Zn-2%Al; Zn-3,5%Al; Zn-3%Al, % en peso) por el método de solidificación direccional paraobtener el fenómeno de la transición de estructura columnar a equiaxial, TCE. Esto implicaque en la longitud de cada probeta se tendrán tres zonas: columnar, con TCE y equiaxial.Luego, estas probetas con diferentes estructuras se someten a las mismas a ensayos dedesgaste para evaluar la resistencia al desgaste en cada una de las tres zonas de lasprobetas. Una vez que se obtuvieron las probetas, se desbastan hasta transformar susección transversal de forma circular de 2,2 cm de diámetro a un paralelepípedo deaproximadamente 0,5 cm * 1 cm de superficie lateral y 5 cm de altura; cada una de lascuatro caras laterales se lija utilizando papeles de graduación #80 hasta #1500, se pulencon Al2O3 y se atacan químicamente con una solución de HCl al 70% para revelar lamacroestructura.Para los ensayos de desgaste se utiliza un equipo Pin on Ring, que consta de un discogiratorio de acero SAE 1045, de 100 mm de diámetro, cuya velocidad normal de rotaciónes de 1.57 m/s. El disco se pule a espejo, con lijas: #120 a #1500, luego con Al2O3, y porúltimo se desengrasa con acetona. La probeta se monta mediante un mandril sobre eldisco, soportando una carga de 64 N. Utilizando una computadora se hizo el registro delnúmero de vueltas dadas por el disco, la distancia recorrida [m], y la velocidad [rpm]calculada con un promedio de entre 1 y 10 vueltas. La probeta se desgastó completamentedesde la zona equiaxial pasando por la transición y luego por la zona columnar, sininterrupciones. En total se deslizó una distancia equivalente a los 100 km. El ensayo serealizó a humedad relativa entre 51 y 69% y temperatura entre 23 y 29 ºC. Durante elensayo se registró el tipo de estructura de la probeta (columnar, equiaxial o con TCE), lacarga, la temperatura ambiente, la humedad ambiente y la distancia recorrida [m].Al graficar el desgaste versus la distancia para cada probeta se observaron trestendencias diferentes distinguidas por la pendiente de la curva. Cada tendencia se relacionócon la estructura de cada región de la probeta. El análisis de las pendientes en cada regiónde la curva (columnar, TCE y equiaxial) denota que una pequeña variación en laconcentración de aluminio tiene influencia en la resistencia al desgaste de cada estructurade estas aleaciones. En los ensayos de desgaste se obtuvo que la resistencia al desgaste dela zona equiaxial y de la zona columnar presenta un régimen constante con una variacióncontinua. En cambio, en la zona de TCE el resultado del ensayo de desgaste de las probetasde 2%Al y 3,5%Al difiere.