Modificación superficial de aceros y hierros fundidos mediante láser de Nd: YAG

R Sagaró, J Ceballos, H Carvajal, J Mascarell, R Cabrera, W Ruales
2001 Ingeniería Mecánica   unpublished
Resumen Se presentan los resultados de los autores en el tratamiento térmico superficial con técnica láser (TTSL). Con el empleo de un láser de Nd: YAG se procedió al endurecimiento superficial de los aceros AISI 1045, W1, W112 y hierros fundidos de tipo laminar y nodular. Los autores prestan atención a las rutas de endurecimiento superficial atendiendo a los parámetros operacionales del láser: potencia incidente en la zona de interacción (P) y la velocidad de barrido del haz de láser (V). De
more » ... ual forma se establecen valoraciones acerca de las estructuras metalográficas obtenidas. En todos los casos se reportan valores de microdureza Vickers que oscilan entre los 500-900 HV (incrementos de 3-4 veces respecto al substrato original). Los resultados obtenidos permiten establecer en todos los casos experimentados que el incremento de la velocidad de barrido provocó una disminución de la profundidad de la capa endurecida. Las experiencias del TTSL en los aceros ensayados muestran una tendencia a la disminución de la profundidad del endurecimiento con el incremento del contenido de carbono. Palabras claves: Endurecimiento superficial, parámetros de operación de láser., microdureza, profundidad de capa endurecida, de fallo, vibraciones. 1. Introducción. El aumento en las aplicaciones tecnológicas del láser y el creciente interés que ha desatado en determinados procesos industriales vienen dadas por sus características intrínsecas tales como: posibilidad de la absorción superficial de la energía luminosa por parte de los materiales metálicos, el control exacto de las zonas sobre las que se desea trabajar, el control de la potencia del láser que permite diferentes tratamientos, un proceso fácilmente automatizable y una fuente de energía totalmente limpia. [1] El tratamiento térmico superficial de metales con láser (TTSL) persigue obtener un aumento de dureza en la superficie, sólo que para calentar la capa superficial del acero hasta la temperatura de austenización, se emplea el haz proveniente del láser enfocado sobre el material lográndose el enfriamiento por conducción al resto del material de la pieza, sin necesidad de agentes externos. Como todo temple superficial, el TTSL tiene como objetivo obtener alta dureza en la capa superficial sin alterar las propiedades del substrato. Parámetros como la potencia incidente del láser, diámetro del haz, adsorción superficial de energía, velocidad de barrido y las propiedades termofísicas del substrato, determinan la profundidad endurecida y su microdureza [2,3,4]. El estudio realizado pretende presentar la idoneidad del proceso de temple superficial por láser, modificando así una zona de espesor controlado prestando especial interés a los parámetros de operación del láser, reguladores del proceso, como es la influencia de la velocidad de barrido del TTSL aplicado sobre cinco materiales metálicos diferentes. 2. Materiales y Métodos. Para la realización de los experimentos se utilizó una instalación láser del tipo Nd:YAG de baja potencia acoplado a una mesa X-Y, de forma tal que mediante una óptica de enfoque, el haz incide perpendicularmente
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