Rugosidad Superficial: Fundamentos y Medición

La elección de una rugosidad adecuada se basa en consideraciones económicas. Un mayor grado de acabado superficial implica un mayor costo de fabricación. Por lo tanto, la rugosidad de una superficie debe ser la mínima necesaria para cumplir su función con el menor costo de fabricación posible.

-Superficie teórica o geométrica: es la especificada en los planos.

-Superficie real: es la que delimita el cuerpo y se obtiene tras la fabricación.

-Superficie efectiva: es la parte de la superficie real estudiada para determinar las características de la pieza.

En el proceso de fabricación, múltiples factores impiden lograr superficies idénticas a las representadas en los planos. La superficie puede presentar defectos:

-De rugosidad: causados por el procedimiento de fabricación, generando ranuras o estrías en la superficie.

-De ondulación: generada por desajustes en las máquinas de mecanizado, como vibraciones o tensiones internas del material.

–De forma: tales como falta de planitud, curvatura, conicidad, etc.

En la medición de la rugosidad, es crucial diferenciar entre rugosidad y ondulación.

Rugosidad superficial: se define como el conjunto de irregularidades en la superficie real de un objeto, en una sección donde los errores de forma y ondulaciones han sido eliminados.

Parámetros de Rugosidad y Rugosímetro

El rugosímetro es un dispositivo con un palpador de diamante que se desplaza linealmente sobre el material. Amplía el perfil superficial, mostrando las crestas y los valles que definen la superficie efectiva. El rugosímetro utiliza procedimientos electromecánicos, convirtiendo los desplazamientos verticales del palpador en señales eléctricas que amplifica, filtra y procesa. Este instrumento proporciona un valor numérico que representa la rugosidad, según las normas de medición.

-Perfil de rugosidad: La coexistencia de componentes de rugosidad y ondulación puede generar datos erróneos. Se utilizan filtros para neutralizar los defectos de ondulación y representar únicamente los parámetros de rugosidad necesarios.

-Longitud de desplazamiento: Incluye las longitudes de aproximación, arranque, evaluación y frenado. Estas longitudes son necesarias para que el diamante de detección adquiera la velocidad adecuada para una lectura correcta y se detenga progresivamente.

-Línea media: Es una línea horizontal que divide el perfil en dos partes, de manera que las áreas entre la curva de rugosidad y la línea media sean iguales por encima y por debajo de ella.

Operación de Medición de Rugosidad

1. Ajuste del rugosímetro: Montar la unidad de avance según las especificaciones del fabricante.

2. Selección de las condiciones de medición: Elegir las condiciones adecuadas, como el perfil medido, filtro empleado, velocidad de desplazamiento, etc.

3. Realización de la calibración: Calibrar el rugosímetro utilizando una pieza de referencia (patrón) con una rugosidad conocida con precisión.

4. Medición de las piezas: Asegurar que la pieza esté correctamente asentada y libre de vibraciones. Orientar el cabezal de palpado transversalmente a las marcas de mecanizado.

5. Obtención de resultados: Una vez que el cabezal haya recorrido la superficie y los datos hayan sido procesados, se obtendrán los resultados de la medición.

Tratamientos Térmicos en Acero

Recocido

Ablanda el acero y se utiliza para regenerar estructuras y eliminar tensiones internas. Consiste en calentar a una temperatura adecuada seguido de un enfriamiento lento.

Recocido de Austenización Completa

Ablanda el acero y regenera su estructura. Se calienta a 20°C por encima de Ac3 para aceros hipoeutécticos y a 30°C por encima de A321 para los hipereutectoides. En ambos casos, el enfriamiento es lento en el horno, produciendo perlita que proporciona baja resistencia y buena ductilidad.

Calentamiento

Espesor: No introducir piezas frías en hornos calientes, ya que la periferia se calentará más rápido que el centro, pudiendo crear grietas.

Composición: La transmisión de calor en aceros de alta aleación es más lenta que en aceros ordinarios.

Permanencia a Temperatura

Se realiza para asegurar que toda la masa esté formada por cristales de austenita. La duración depende de la masa de las piezas, la temperatura, el estado inicial y final del acero, la velocidad de calentamiento y la composición.

Enfriamientos

Los aceros quedan con estructuras perlíticas. Cuanto más lento sea el enfriamiento, más blando será el material. Cuando el acero alcanza la temperatura Ar3, la austenita comienza a transformarse. La transformación se realiza a temperaturas inferiores a las teóricas. El acero se saca del horno cuando la austenita se transforma en perlita. La temperatura Ar3 depende de la composición del acero y de la velocidad de enfriamiento.

Recocidos Subcríticos

Eliminan tensiones del material y aumentan su ductilidad. Se calienta a una temperatura inferior a Ac1 y se enfría al aire.

Recocidos de Ablandamiento

Se aplican a aceros de forja o laminación que tienen durezas tan altas que requieren este tratamiento para facilitar el mecanizado. Se calienta por debajo de Ac1 o Ac321.