DESARROLLO DE UN ALAMBRÓN CON APTITUD DE DECAPADO MECÁNICO PARA TREFILADO DE ALAMBRE MIG

MARIELA MELIA

San Nicolás

Jornada; 1° Jornada de Práctica Profesional Supervisada; 2013

Universidad Tecnológica Nacional -Facultad Regional San Nicolás

IntroducciónContextoEste trabajo surge ante la necesidad de conseguir posicionar a Acindar como proveedor confiable para las exigencias de calidad requeridas por Belgo Bekaert Arames (BBA) durante el año 2012. Se establece el compromiso de instalar a Acindar como segundo proveedor regular de BBA Brasil en productos para electrodos MIG entre otros.El desafío es fabricar un alambrón que cumpla con determinadas características químicas, mecánicas y metalúrgicas del alambrón (tensión de rotura, % de estricción % de austenita retenida) pero con la necesidad de mejorar el laminillo sin afectar las demás propiedades.Este acero Acindar, lo fabrica hace ya muchos años, pero con aptitud para decapado químico.Con este proyecto en vista, se planificó hacer un diseño de experimento y fabricar un lote de 340 ton y esperar resultados del cliente antes de un nuevo envío.Los procesos de trefilado han experimentado cambios durante las últimas décadas. Uno de los más significativos comprende el proceso de decapado, que consiste en la limpieza superficial del alambrón utilizado como materia prima. Antiguamente se utilizaba un proceso químico, en tanto que en la actualidad se recurre al decapado mecánico para ciertas aplicaciones. En sus inicios la causa fundamental que promovió la necesidad de cambio, fue la necesidad exclusiva de disminuir los costos. El proceso de decapado químico con ácido involucra altos costos en cuanto a la correcta instalación, operación y mantenimiento. Hace cincuenta años atrás, la preocupación por las normas de seguridad y medio ambiente, no eran una prioridad y en general, era aun menor la preocupación por los problemas ligados a la eliminación de los residuos y la contaminación que en la actualidad.Algunos de los costos relacionados con el proceso de decapado químico son los que siguen [1]:?Instalaciones para decapado químico ácido.?Construcción y mantenimiento de los contenedores.?Grúas y otros equipos para el manipuleo del material.?Personal operativo.?Costos indirectos tales como seguridad y riesgos de salud.?Eliminación de vapores de escape.?Fragilización del acero por hidrógeno.Muchos de los ítems mencionados arriba se eliminan completamente aplicando la técnica de decapado mecánico si esta se utiliza en línea antes de la subsiguiente operación de trefilado. Sin embargo, hay algunos costos y desventajas relacionadas al decapado mecánico que deben ser reconocidas. Ellos son:?Desgaste del herramental, especialmente en las primeras pasadas.?Deficiente calidad superficial en el producto trefilado.?Endurecimiento del material por la deformación mecánica.?Requerimientos de lubricación más estrictos.Como resultado de estas limitaciones, el decapado mecánico no es recomendable para productos de calidad especialmente estricta, por ejemplo, para el acero con más de 0,65% de carbono, o para productos que requieran una calidad superficial específica.Para optimizar el proceso de trefilado, es necesario retirar la película de óxidos formada sobre la superficie del alambrón. Los óxidos de hierro son duros, quebradizos y abrasivos. Si se trefilan junto con el acero, se fragmentan y forman partículas abrasivas que desgastan rápidamente el herramental.Los óxidos formados son 3: Hematita (Fe2O3), Magnetita (Fe3O4) y Wustita (FeO). Estos son generados porque en la laminación en caliente, el acero sufre oxidación en su superficie. Estas capas de óxido son conocidas como ?laminillo? [2].Para que un alambrón tenga buena decapabilidad tiene que tener una relación aproximada de FeO (wustita) sobre Fe3O4 (magnetita) de 4 a 1.El laminillo debe desprenderse en placas luego del estiramiento.El tipo y cantidad de laminillo que se obtiene, depende fuertemente del diseño de condiciones del proceso de laminación en caliente, relacionadas con la temperatura y el tiempo de exposición a las mismas [3].El desafío es, lograr un laminillo del tipo costra o placas sin perjudicar (o lo menos posible) los demás estrictos requerimientos de calidad de los alambrones (tensión de rotura, % estricción; dimensiones, estructura metalúrgica).En esta oportunidad, nos han solicitado desarrollar esta aptitud de decapabilidad mecánica, para un acero que hasta el momento era comercializado solo para decapar químicamente. Se trata un acero al carbono de alto manganeso (SAE 1513), que debe cumplir estrictos requisitos de propiedades mecánicas y metalúrgicas. Este alambrón de 5,5 mm de diámetro, se trefila luego del laminado hasta diámetros de 0,8 mm para fabricar alambres que se utilizan como metal de aporte en el proceso Gas Metal Arc Welding (GMAW).ObjetivoDesarrollar las condiciones de proceso para obtener un alambrón laminado en caliente con aptitud decapado mecánico que cumpla a su vez con los estrictos requerimientos de propiedades mecánicas y metalúrgicas.ImpactoDesarrollar un alambrón cuyos óxidos superficiales sean de fácil remoción por medios mecánicos y que tolere elevados niveles de reducciones durante el trefilado resulta de gran interés en el campo tecnológico por la considerable reducción de costos e impacto en el medio ambiente que genera dicha técnica en comparación con el decapado químico. No menos importante resulta la mejora en las condiciones de operación que repercuten directamente en la salud de los operarios al eliminar el contacto con agentes peligrosos.