Figura 4.56: Las tres señales de par, en la rosca 1, la 996 y la 997 cuando se rompe el macho
De la rosca 1 a la 996 se ve que la señal tiene valores más altos durante el roscado, y tras la inversión del giro al comienzo de la salida, se produce un pico muy significativo. Esta diferencia de las señales se debe al desgaste del macho. Después en la rosca 997 se aprecia que la señal se dispara hasta un valor superior a 15 Nm, se produce un pico y el macho se rompe. Cabría la posibilidad de anticiparse a la rotura del macho analizando la evolución de la señal del par.
El macho se rompe en la carrera de roscado y parte queda dentro de la pieza.
4.12 ENSAYOS DEL MATERIAL ADI
Se ha dispuesto de material ADI de tres tipos para los ensayos de roscado: ADI-800, ADI- 900 y ADI-1000. También se han realizado algunos ensayos sobre acero F-1252 sin tratamiento térmico de temple (42CrMoV) para medir la rigidez y la sincronización en el roscado. El material más empleado entre todas las pruebas ha sido el ADI-900.
El material ADI ha sido suministrado en bloques prismáticos de base cuadrada de 260 x 260 x 110 mm. Del más empleado, el ADI-900 se han fundido siete bloques de la misma colada, por tanto, de la misma composición, y se les ha aplicado el mismo tratamiento térmico de austemperizado. -10 -5 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 6 P a r ( N. m ) Tiempo (s) Evolución del Par
Rosca 997 (rotura) Rosca 996 1era rosca
Figura 4.57: Bloques de material ADI-900 y ADI-1200
4.12.1 La dispersión de la dureza en el ADI
A lo largo de la realización de los ensayos se han obtenido resultados difíciles de explicar salvo que se deban al material, ya que es una fundición heterogénea tratada térmicamente. Se ha medido la dureza de los bloques de ADI, en distintas ocasiones. La dispersión en los valores de la dureza reflejaría la dispersión en las propiedades mecánicas del material. Además, se conocen casos, en otros tipos de mecanización de fundiciones ADI, en los que se produce un endurecimiento superficial debido a que los esfuerzos de mecanización provocan cambios en la microestructura. Para comprobar si se produce este efecto de endurecimiento por el roscado, se ha procedido a realizar varias pruebas.
4.12.2 La medición de la microdureza Vickers
Hay estudios experimentales sobre torneado y fresado de ADI [Bra01], en los que se afirma que al someter la austenita de la microestructura a presión durante el arranque de la viruta se transforma en martensita, de forma que se incrementa considerablemente la dureza y también la dificultad de mecanización. La consecuencia es que tiene un efecto negativo en la vida de la herramienta.
Para comprobar si se produce el efecto de endurecimiento superficial al roscar con macho se miden las microdurezas de la sección de un agujero roscado. En la medición de las microdurezas se emplea un durómetro Vickers LECO LM-100® y también se emplea un microdurómetro Vickers Future Tech F-800®.
4.12.2.1 La medición de la microdureza en el ADI-1000
Se corta por electroerosión una sección de un agujero roscado, se pule y se mide la microdureza en 7 puntos de la sección, próximos y alejados de la rosca. Los puntos del 1 al 6 están próximos a la rosca y el 7 es un punto alejado del área de influencia del roscado, tal como se ve en la Figura 4.59:
Figura 4.58: Los puntos de toma de microdurezas
No se aprecia ningún efecto de endurecimiento por el roscado. Incluso los resultados pueden mostrar lo contrario, ya que el punto más blando es el más próximo al corte y el más duro el más alejado. La dispersión de las durezas es de un 15%.
4.12.2.2 La medición de la microdureza en el ADI-900
En otro bloque se miden las durezas en una sección para confirmar los resultados obtenidos en el caso anterior. En este caso, la medición se hace en 20 puntos de la zona intermedia entre dos agujeros roscados.
Figura 4.59: Sección, detalle entre dos roscas y puntos en que se miden las microdurezas
En la Figura 4.59 se muestran los puntos próximos a las roscas en los que se toman las microdurezas. Y en la Figura 4.60 se recogen los rangos de las microdurezas clasificados en los puntos próximos a la rosca y en los alejados:
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 HV (Vickers) 322 311 344 312 334 351 357
Figura 4.60: Rango de valores de las microdurezas tomadas en 20 puntos
En este caso, se concluye que en los puntos más próximos al agujero roscado, la dureza es mayor que en los puntos más alejados. Ocurre para los valores máximos, mínimos y medios de las zonas próximos al agujero roscado, pero las diferencias son del orden de un 3 a 5%, son poco significativas. No se produce un patrón de endurecimiento debido al roscado con macho. Pero sí se produce una elevada dispersión en los valores de las microdurezas. Los valores de las microdurezas están comprendidos entre 290 y 373 HV. Entre los más bajos y los más altos, independientemente de la zona próxima o alejada de la rosca hay una dispersión de un 29%.
4.12.3 La medición de la dureza Brinell
La medición de la dureza de los bloques de ADI-800, ADI-900 y ADI-1000 se ha realizado con un durómetro Brinell HOYTOM 1003A®. Se han empleado la bola de entalla y los tiempos de formación de la huella correspondientes a los aceros, por la similitud de dureza y ductilidad entre éstos y los ADI empleados. La medición de la entalla se realiza en un microscopio óptico.
4.12.3.1 La medición de la dureza en el ADI-800
En un bloque de ADI-800 se miden las durezas en 6 puntos y se obtienen los siguientes valores: 263/ 269/ 285/ 285/ 269/ 255 HB. La dispersión es del orden del 12%. Las durezas s/ norma EN-1564 deben de estar en la horquilla 260-320 HB, por lo que la dureza en un punto está por debajo de la de la norma.