Shot Peening para alargar la vida útil de los componentes

Difractómetro de rayos X
El nuevo difractómetro de rayos X permite a Rösler el desarrollo de los procesos específicos que necesita el cliente con mucha más rapidez.
La reducción de la tensión de tracción en una superficie de metal
La reducción de la tensión de tracción en una superficie de metal de 350 MPa a través del shot peening, mejora la vida a fatiga del componente en un 560%.
El shot peening aumenta la vida de fatiga de los componentes
El shot peening aumenta la vida de fatiga de los componentes expuestos a estrés dinámico, por ejemplo, de los componentes de los engranajes dentados.

La resistencia y la vida útil de los componentes expuestos a altos esfuerzos dinámicos se pueden mejorar de manera significativa mediante el tratamiento de Shot Peening. Con el fin de poder desarrollar rápidamente soluciones a medida de nuestros clientes, Rösler ha invertido recientemente 250.000,00 euros en un laboratorio equipado con un difractómetro de rayos X.

El shot peening es un proceso de granallado especial durante el cual se proyecta granalla esférica a altas velocidades y en condiciones de funcionamiento muy controladas, sobre la superficie de las piezas de trabajo metálicas. La energía de impacto de las bolas de granalla en las capas superiores del metal es similar a los procesos de forja o martilleo superficial. El metal se estira y se compacta alternativamente causando una tensión de compresión en las capas superficiales superiores. Esto compensa cualquier tensión de tracción inherente, así como tracciones externas o cargas de compresión que actúan sobre la pieza de trabajo. Aumenta la resistencia a la fatiga y reduce significativamente el riesgo de grietas de tensión. Dependiendo de los componentes y las cargas a que están expuestos, el shot peening puede aumentar su longevidad a la fatiga hasta un 1.300%.

La difractometría de rayos X acelera el desarrollo de los procesos de granallado

A partir de las especificaciones del cliente, Rösler, con su amplia experiencia y conocimientos, desarrolla los parámetros del proceso y los equipos necesarios mediante extensas pruebas que quedan documentadas. Los parámetros importantes del proceso son:

  • El material, la naturaleza y la forma de las piezas de trabajo
  • Material y tamaño de la granalla
  • Velocidad de proyección y el ángulo de impacto de la granalla sobre la superficie de la pieza de trabajo
  • Cantidad de granalla y cobertura (número de "impactos" dentro de un cierto periodo de tiempo)

Para asegurar que el proceso de granallado se adapta perfectamente al material y a los objetivos del mismo, los valores de esfuerzo de compresión obtenidos durante las pruebas de proceso deben ser cuidadosamente medidos y documentados. La difractometría de rayos X ha demostrado ser un método muy preciso y fiable para hacer tales mediciones. Las capas superiores de la pieza de trabajo están expuestas a los rayos X que golpean el cristalino y la estructura parcialmente cristalina del metal en un ángulo preestablecido. La mayoría de los rayos X pasan a través de los cristales mientras que un dispositivo de detección especial registra la pequeña porción de rayos X que se desvían o son reflejados por los cristales. Basándonos en las características de los materiales, esta difracción de rayos X en combinación con la ecuación de Bragg permite medir los valores de esfuerzo de compresión. Las múltiples mediciones con diferentes ajustes de ángulo, aseguran la precisión de las lecturas de tensión de compresión. Con el nuevo difractómetro de rayos X, Rösler puede realizar dichas mediciones en casa sin tener que enviar los resultados de los ensayos a laboratorios externos para su evaluación. Esto ayuda significativamente a acelerar el desarrollo de los procesos específicos de granallado que requieren los clientes. Además, permite una reacción más rápida a los retos que plantea el desarrollo de nuevas aleaciones metálicas. Rösler, también puede ahora ofrecer medidas de difracción de rayos X para diferentes tipos de piezas de trabajo como un servicio, permitiendo así la revisión completa de los procesos de granallado, incluso los que se ejecuten en el equipos de granallado de otros fabricantes.

Monitorización del proceso de granallado con las pruebas de Almen.

Un método sencillo para el control de los parámetros de los procesos de granallado es la prueba Almen. Las tiras de prueba estandarizadas fabricadas con acero para herramientas, se montan sobre un bloque de acero especial y se exponen al chorro de granalla durante diferentes períodos de tiempo a una intensidad constante, que hace que las tiras se doblen. La altura máxima de arco de las tiras Almen proporciona una medida del grado de saturación de granallado, y genera una curva de saturación. Se alcanza el punto de saturación cuando la duplicidad del tiempo de granallado aumenta la altura del arco en no más de 10%.