Electropulido de acero inoxidable AISI 316L

I.M. CARRO; D.A. COLOMBO

Mar del Plata

Congreso; 20º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET 2022; 2022

Un sector importante de la industria de Mar del Plata está abocado a la producción y exportación de máquinas procesadoras y envasadoras de productos alimenticios o farmacéuticos y de equipos de tratamiento de aguas. Ninguna de ellas debe comprometer la salud pública, lo que conlleva exigentes requerimientos sobre materiales, diseño y tecnologías de producción de cada una de las piezas constitutivas de las mismas, principalmente de aquellas que tienen contacto directo con el producto que procesa o contiene. En cuanto a las características de los materiales a emplear en la construcción de las piezas sometidas a esfuerzos mecánicos y en contacto con productos de diferente agresividad química, se requiere alta resistencia mecánica, excelente resistencia a la corrosión, buena maquinabilidad, soldabilidad y biocompatibilidad. El acero inoxidable AISI 316L es un material adecuado para tal fin. Sin embargo, se debe tomar en cuenta su calidad metalúrgica, ya que la presencia de residuos del proceso de obtención, como son las inclusiones no metálicas (principalmente sulfuros), pueden afectar su comportamiento mecánico y principalmente su resistencia a la corrosión [1]. El proceso de acabado de las piezas, el cual constituye la fase final de su fabricación, deberá proveer superficies continuas, de baja rugosidad, libres de tensiones residuales y sin alteración de las propiedades microestructurales del material, para evitar zonas de estancamiento que propicien la degradación del producto y, fundamentalmente, la corrosión de las mismas [2]. El proceso de acabado más comúnmente empleado en la industria es el pulido mecánico con abrasivos muy finos, el cual elimina una capa superficial de unos pocos micrones o centésimas de milímetros. El electropulido es otro proceso aplicable para el acabado de piezas. Este se basa en el principio de la electrólisis, debido a la acción de un flujo de corriente entre un cátodo (placa metálica auxiliar) y un ánodo (la pieza a pulir), dentro de una solución empleada como electrolito. Los tiempos de tratamiento son relativamente cortos (entre 2 y 30 minutos). Puede aplicarse en principio a piezas de cualquier forma o tamaño, incluyendo las estructuralmente débiles pues no hay contacto, ni esfuerzos sobre las mismas. Se obtienen superficies con una textura superficial uniforme, libres de tensiones residuales de naturaleza mecánica o térmica, fáciles de limpiar y de baja rugosidad. Respecto del pulido mecánico presenta diversas ventajas, debido al tiempo e insumo de mano de obra sustancialmente menores, la elevada repetividad en las características superficiales y la ausencia de rayas e incrustaciones de partículas abrasivas [3].En este trabajo, se analizaron las características superficiales y la resistencia a la corrosión de probetas de acero inoxidable AISI 316L electropulidas en una solución de ácido sulfúrico, ácido fosfórico y agua, para evaluar su aplicabilidad a piezas de máquinas de uso farmacéutico y/o alimentario. Se evaluó también la influencia de los parámetros del proceso de electropulido (voltaje, temperatura, tiempo, material del cátodo y distancia al mismo) y se hallaron sus valores óptimos. Tomando como base resultados previos y habiendo encontrado las condiciones de procesamiento óptimas, se efectuaron ensayos de electropulido sobre probetas con distintas geometrías (prismáticas y de revolución), tamaños y acabados iniciales. Se determinaron las características superficiales de las probetas antes y después del electropulido (microestructura, fases presentes, dureza, rugosidad y ondulación), mediante microscopía óptica, difracción de rayos X, ensayos de microindentación y perfilometría de contacto. Para evaluar el comportamiento a la corrosión de las probetas antes y después del electropulido se realizaron ensayos de resistencia a la polarización lineal, de espectroscopía de impedancia electroquímica y de polarización potenciodinámica, empleando solución acuosa de NaCl al 3,5% como medio corrosivo.Los resultados indican que el proceso de electropulido sobre AISI 316L disminuye la rugosidad de las muestras si se emplean parámetros adecuados de tiempo, voltaje, temperatura y distancia al cátodo. Sin embargo, la ondulación presenta un comportamiento más irregular. La utilización de cátodos de acero inoxidable en lugar de cátodos de cobre permite la obtención de superficies con menor rugosidad. El electropulido produce la eliminación de la capa superficial deformada y, en caso de estar presente, de la fase martensita. Esto se traduce en una disminución de la dureza superficial. La resistencia a la corrosión del acero inoxidable AISI 316L luego del proceso de electropulido depende de la terminación superficial de partida. Para el caso de los ensayos sobre probetas de revolución, se obtiene una mayor homogeneidad en los valores de los parámetros de rugosidad y ondulación al utilizar un cátodo cilíndrico concéntrico con la probeta, en lugar de cátodos planos.