Elaboración de un granete en acero st 37, con tratamiento térmico

Elaboración de un granete en acero st 37, con tratamiento térmico

• Forjar el acero St 37 mediante proceso de calentamiento y martilleo a fin de obtener una pieza semi tratada.
• Realizar el tratamiento térmico de templado en el granete, utilizando la técnica de calentamiento y enfriamiento en aceite para obtener una alta dureza superficial.
• Aplicar el proceso de revenido, calentando la probeta dentro del horno de mufla para obtener una pieza acabada sin tensiones internas.

MATERIALES/MATERIAL DIDÁCTICO

• Tres barras cilíndricas de 12 mm de diámetro 80mm de acero st 37
• Aceite para temple

HERRAMIENTAS

• Alicate
• Tenaza para sujeción
• Martillo
• Yunque
•  Esmeril de banco
• Cepillo de alambre

EQUIPOS

• Pirómetro
• Equipo OAW
• Horno para fundición

• Overol
• Gafas de seguridad
• Guantes de cuero
• Tapones auditivos

1. Preparación del equipo

1. Verificar el funcionamiento del horno de mufla.
2. Verificar el funcionamiento del equipo de soldadura oxiacetilénica.
3. Inspeccionar visualmente posibles defectos en las barras de acero st 37.

1. Fase de forjado

1. Utilizar el equipo de protección personal para el forjado.
2. Calentar el acero St 37 con el equipo de soldadura oxiacetilénica, hasta una temperatura de1000°C, controlando la temperatura con el pirómetro.
3. Golpear la varilla de acero sobre el yunque hasta que de la forma de una punta.  (Repetir la operación las veces que sean necesarias)

1. Etapa de temple

1. Precalentar el horno de mufla a 950° C
2. Introducir el granete dentro del hogar durante 10 minutos.
3. Preparar el aceite para el temple. Este debe mantenerse a una temperatura de 20°C. El aceite no debe superar dicha temperatura,.(Controlar la temperatura con el pirómetro)
4. Sumergir el granete en el aceite con un movimiento giratorio del granete para que el enfriamiento sea uniforme.
5. Limpiar el cincel de la escoria producida 

1. Etapa de revenido

1. Precalentar el horno de mufla a 450 °C  
2. Mantener el aceite de enfriamiento a 150 °C de temperatura.
3. Extraer el granete del hogar del horno de mufla con ayuda de las pinzas.
4. Introducir el granete en el aceite lentamente con un movimiento perpendicular.
5. Colocar el granete en la mesa de enfriamiento.

1. Verificar la dureza del granete

1. Afilar el granete en el esmeril de banco. (Usar el equipo de protección personal)
2. Verificar que el granete tenga la dureza en todo el cuerpo.
3.  Comprobar mediante la prueba de golpe en una pieza de acero. (La punta del granete no debe deformarse)
4. Repetir los pasos del tratamiento en caso de que la punta del granete se deforme

1. Residuos

1. Dar tratamiento a los residuos recuperables  
2. Desechar los materiales utilizados en los contenedores o depósitos previstos para dicho fin de acuerdo a la norma

Tabla 1

Resultados del proceso de fabricación de un granete

Fuente: Elaboración propia

Referencia:

1 = mala calidad

2 = buena calidad

3 = excelente calidad

FÍSICO

Mccormac,  J. (2012). Diseño de Estructuras de Acero. México: Editorial Alfa omega.

Mccormac,  J. (1999). Diseño de Estructuras Metálicas. México. Editorial Alfa omega.

Feirer, J. (2000). Metal Tecnología y Proceso. España: Editorial Paraninfo.

Lawrence E.D. (1988). Metales y Procesos de Manufactura para Ingenieros. México: PHP.

DIGITAL 

Diagrama hierro - Carbono. (s.f.). Recuperado el 31 de agosto de 2017, de Diagrama hierro - carbono : http://www.uca.edu.sv/facultad/clases/ing/m210031/Tema%2013.pdf

Materiales Industriales I. (s.f.). Recuperado el 31 de agosto de 2017, de Materiales Industriales I: http://materias.fi.uba.ar/7201/DIAGRAMAS%20DE%20EQUILIBRIO%20-%20HIERRO%20CARBONO.pdf

ANEXO 1

[pic 3]

Figura 1. Capacidad de enfriamiento relativa de algunos medios de temple (1999). Recuperado de http://www.ingenieriamecanica.cujae.edu.cu/index.php/revistaim/article/viewFile/395/735

Cementación de un engranaje

• Preparar el horno de mufla para el proceso de cementación, utilizando datos técnicos de tratamientos termoquímicos del acero.
• Aplicar un tratamiento termoquímico mediante el proceso de cementado; para mejorar la dureza superficial de un engranaje de acero.

MATERIALES/MATERIAL DIDÁCTICO

• Engranaje de acero (Adquirir con anticipación)
• Caja para cementación (Previamente elaborar una caja de hierro con las siguientes medias 200 mm de ancho x 150 mm de longitud x 50 mm de altura)
• Carbón mineral para cementación (Tamizado)
• Cemento refractario (2Kg)
• Cemento gris (2 Kg)

HERRAMIENTAS 

• Tenaza para sujeción
• Martillo de bola
• Alicate
• Cepillo de alambre

EQUIPOS

• Horno de mufla para tratamientos térmicos

• Overol
• Gafas de seguridad
• Guantes antideflagrantes
• Tapones auditivos

1. Preparación del horno

1. Verificar el funcionamiento del horno de mufla.
2.  Ajustar la temperatura de horno hasta 910 °C.
3. Controlar la temperatura con el pirómetro

1. Preparación de la caja de cementación

1. Tamizar el carbón mineral
2. Llenar la mitad de la caja con carbón mineral.
3. Colocar el engranaje sobre la capa de carbón mineral
4. Llenar el resto de la caja con carbón mineral
5. Sellar la caja herméticamente con el ladrillo refractario

1. Fase de cementación

1. Introducir el engranaje en hogar del horno de mufla.
2. Calentar el engranaje por el tiempo de 1 hora a 910 °C.
3. Apagar el horno
4. Enfriar el engranaje dentro del horno de mufla.
5. Extraer la caja de cementación al cabo de 2 horas luego de apagado el horno de mufla
6. Destapar la caja de calentamiento y extraer el engranaje
7. Observar el color negro que tiene el engranaje por el efecto del carbón.
8. Limpiar la superficie con el cepillo de alambre hasta obtener una superficie brillante
9. Verificar la dureza del engranaje con el ensayo de la lima.

1. Residuos

1. Procesar  los residuos recuperables  
2. Desechar los materiales utilizados en los contenedores o depósitos previstos para dicho fin de acuerdo a la norma

Tabla 1

Ensayo destructivo de dureza del engranaje cementado

Fuente: Elaboración propia

Referencia:

1 = suave

2 = duro

3 = muy duro

FÍSICO

Mccormac,  J. (2012). Diseño de Estructuras de Acero. México: Editorial Alfa omega.

Mccormac,  J. (1999). Diseño de Estructuras Metálicas. México. Editorial Alfa omega.

Feirer, J. (2000). Metal Tecnología y Proceso. España: Editorial Paraninfo.

Lawrence E.D. (1988). Metales y Procesos de Manufactura para Ingenieros. México: PHP.

DIGITAL 

Diagrama hierro - Carbono. (s.f.). Recuperado el 20 de agosto de 2017, de http://www.uca.edu.sv/facultad/clases/ing/m210031/Tema%2013.pdf

Materiales Industriales I. (s.f.). Recuperado el 31 de agosto de 2017, de http://materias.fi.uba.ar/7201/DIAGRAMAS%20DE%20EQUILIBRIO%20-%20HIERRO%20CARBONO.pdf