Composición química de los depósitos

Al seleccionar las mezclas 2, 4 y C1 como las que pueden proporcionar cordones con mejor comportamiento ante el desgaste abrasivo, se decide entonces caracterizar químicamente estos depósitos, lo cual se realiza mediante espectrofotometría de emisión atómica en la Empresa Planta Mecánica de Santa Clara, los resultados son mostrados en la tabla 3.5.

48 Tabla 3.5: Resultados del análisis químico de los depósitos (%)

No. Probeta Cr C Si P S

2 0.83 0.742 2.12 0.030 0.009

4 1.18 1.501 2.74 0.021 0.009

C1 0.87 0.821 1.96 0.030 0.005

En la tabla 3.5 se puede observar que el depósito 4 es el que mayores contenidos de Cr y C posee, seguido del depósito C1 y 2 los que poseen contenidos relativamente próximo de estos elementos. El contenido de silicio fue ligeramente superior en el depósito 4 (2.74%) y se mantuvo alrededor de 2% para los otros dos cordones.

Los contenidos de Mn en los tres casos son superiores al 2%, cuyos valores no son posibles de determinar por el método de análisis utilizado. Este alto contenido de manganeso en los depósitos puede ser atribuido al empleo del fundente AH-348 como matriz del fundente, donde el alto contenido de manganeso de la matriz favorece la transferencia de este elemento al cordón. Es de significar que en todos los depósitos, el contenido de fósforo fue inferior a 0.03% y el de azufre a 0.009%, valores relativamente bajos, lo cual valida la calidad de la ferroaleación obtenida en cuanto al posible aporte de elementos perjudiciales al cordón.

Si se comparan los contenidos de cromo y carbono con los datos de conformación de cada una de las mezclas de los fundentes seleccionadas (tabla 3.6) se puede observar que existe una relación directa entre la cantidad de FeCrMn adicionada y el contenido de Cr en el cordón, de la misma manera existe una relación directa entre la cantidad de grafito y el contenido de carbono en los depósitos, lo cual sin dudas ha influido en la dureza y estructura de los cordones, independientemente a no observarse la misma relación entre la dureza y los contenidos de cromo y carbono.

Tabla 3.6: Datos de conformación de las mezclas para la obtención de los fundentes y contenido de cromo, carbono y dureza de los depósitos

Depósitos X1(g) X2(g) X3(g) Cr(%) C(%) Dureza

2 (8) 90 10 900 0.742 0.83 563.3

4 (10) 200 50 750 1.501 1.18 407.2

Centroide

49 Toda vez que se busca obtener depósitos con la mayor resistencia al desgaste posible, y como sabemos, la dureza de una parte, la microestructura de otra y la composición gobernando a ambas, son las responsables del comportamiento al desgaste abrasivo, se considera que cualquiera de los tres depósitos evaluados puede tener un buen comportamiento frente al desgaste. El depósito 4 está favorecido por presentar mayor nivel de cromo y carbono, lo que propicia una microestructura con significativa presencia de carburos distribuidos de manera uniforme, pese a presentar menores valores de dureza que el depósito 2 y C1, presenta las mejores características para enfrentar el desgaste. A favor de lo anterior se añade que la microdureza de los carburos (zona blanca) del depósito 4 es significativamente superior. Una distribución uniforme de los carburos propicia que al entrar la superficie de trabajo en contacto con las partículas abrasivas, estas no se inserten directamente en la parte blanda de la matriz y por tanto no se produzca el arranque acelerado de material por los mecanismos de surcamiento y microcorte. No obstante a esto cualquiera de los tres depósitos puede tener un buen comportamiento en este sentido, aunque un estudio de desgaste complementaría el estudio realizado.

Los resultados de la caracterización realizada permiten afirmar que la ferroaleación (FeCrMn) obtenida, mediante procesamiento aluminotérmico, puede ser utilizada para conformar la carga aleante de fundentes aglomerados aleados capaces de producir depósitos con propiedades de resistencia al desgaste, por lo que mediante su empleo pueden producirse fundentes para la recuperación de rodillos de bulldozer [11].

De todo el análisis realizado se puede señalar que la selección de la variante a escoger va a responder fundamentalmente a criterios ya que la matriz es un fundente comercial importado por Cuba, pero la carga aleante puede ser producida en el país sin la necesidad de realizar importaciones.

50 CONCLUSIONES

1. El desgaste abrasivo con ligero impacto es frecuente en los equipos para la minería y la construcción. Los rodillos de bulldozer son sometidos a este tipo de desgaste y pueden ser recargados, para restablecer su vida útil, mediante proceso SAW.

2. El fundente a emplear para el recargue por SAW de los rodillos de bulldozer debe garantizar determinados contenidos de C, Cr y Mn en el depósito para responder adecuadamente a la abrasión con ligero impacto, a partir de garantizar una microestructura con cierta presencia de carburos de Cr.

3. Los depósitos obtenidos con las mejores variantes de fundentes se caracterizan por la presencia de Cr, C y Mn en la composición química que se mueven en un rango de 0.83% a 1.18%, 0.74% a 1.501% y 2.40% (para todos) respectivamente. En cuanto a la microestructura, en algunos casos está presente la martensita con carburos distribuidos en la matriz (depósitos C1 y 2), en otros predominan los carburos distribuidos uniformemente (depósito 4) y la dureza varía entre 407 y 563Hv, todo lo cual le confiere adecuadas propiedades de resistencia al desgaste abrasivo con ligero impacto a estos depósitos.

4. Existe correspondencia entre las cantidades de ferroaleación y grafito adicionada a las mezclas de fundente y la composición química de los depósitos caracterizados químicamente, existiendo también correspondencia entre las composiciones y la microestructura, donde de manera general el carbono y cromo propician la aparición de carburos en los depósitos o la aparición de martensita por su efecto sobre la templabilidad.

5. Los resultados de la caracterización realizada a los depósitos de soldadura permiten afirmar que la ferroaleación (FeCrMn), obtenida mediante procesamiento aluminotérmico, puede ser utilizada para conformar la carga aleante de fundentes aglomerado aleados destinados a la recuperación de rodillos de bulldozer mediante SAW.

51 RECOMENDACIONES

1. Realizar ensayos comparativos de desgaste abrasivo a los depósitos seleccionados.

2. Estudiar la conformación de prototipos de fundentes aglomerados aleados utilizando la ferroaleación FeCrMn, sustituyendo el fundente AH-348 por escorias de soldadura procedentes de fundentes fundidos.

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