Proble Ante

  • View
    234

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Proble Ante

  • 7/24/2019 Proble Ante

    1/26

    1. Antecedentes y justificacin del problema

    1.1 Realidad Problemtica

    En el presente estudio se busca conocer como incrementar la resistencia al desgaste

    superficial ocasionado por la friccin o rozamiento de las pastillas en los discos de frenos

    mediante la fundicin gris perltica que es de gran resistencia a la friccin. Debido a sus

    propiedades mecnicas, se usa en piezas de motores, maquinaria, tubos, camisas de cilindros,

    pistones de motores de explosin, zapatas de freno, piezas delgadas de alta resistencia, lingoteras,

    ruedas, etc. En la actualidad se estn desarrollando discos de freno en aluminio con una base de

    carburo de silicio, ya que su menor peso los hacen muy atractivos, pero la mala disipacin del

    calor que tienen los hacen inviables de momento, ya que necesitan un sobredimensionamiento

    importante que hacen que pierdan las ventaas del reducido peso.

    El funcionamiento de los discos de freno est relacionado con factores que van desde el

    proceso de fundicin, tipo de material hasta la aparicin de defectos en el proceso de fundicin.

    !os factores ambientales tambi"n son determinantes, as podemos identificar elementos

    como# la operacin y las condiciones de los discos de freno, otro elemento identificado es el

    ambiente donde el sobrecalentamiento de las zonas geogrficas pueden influir en el

    funcionamiento de los discos de freno.

    Este problema se ve relacionado con el entorno y los elementos que coexisten en ella al

    poder ser operados en los automviles controlando su estado ya que debido a la alta temperatura

    de trabao por el rozamiento de las pastillas para conseguir el frenado del vehculo, se deterioran

    y causan un desgaste superficial.

    $e sabe que los discos de freno en su funcionamiento estn en rozamiento con las pastillas

  • 7/24/2019 Proble Ante

    2/26

    el cual al friccionarse hace que se desgasten, interrelacionando con la manera en que opera esta

    ya que trabaa en un ambiente ventilado a altas temperaturas.

    $e ha constatado que el problema es el alto desgaste debido a la friccin del contacto con

    las pastillas y el sobrecalentamiento a altas temperaturas que pueden ocasionar la disminucin del

    grosor del disco llegndose a percibir deficiencias como fisuras, roturas, rayados o curvaturas.

    1.2 Antecedentes

    %aspers.&'()*+ citado por erez y col.& *-''+, encontr que el uso de $i% como

    inoculante ventaas como, el incremento de la temperatura de liquidus y de la temperatura

    eut"ctica, la disminucin de la velocidad de solidificacin, y la reduccin del sobreenfriamiento,

    el aumento de la cantidad de celdas eut"cticas, el incremento del contenido del grafito /, con un

    menor decaimiento de la efectividad del inoculante. &p.0+1 2lau y otros &*--)+ citado por 3arca

    y col. &*-'4+, encontraron que para implementar un nuevo material en la fabricacin de discos de

    frenos, el coeficiente de friccin debe ser relativamente alto, pero lo ms importante es que sea

    estable, independientemente de la temperatura, la humedad, el tiempo de uso, el grado de

    desgaste, la corrosin, la presencia de polvo y chorros de agua desde la carretera, etc. /dems de

    estas propiedades, se deben tener en cuenta los requisitos para una larga vida y un alto confort, es

    decir, ausencia de vibracin, ruido y chirrido. &p.44+ En el a5o

    *-'6 !pez y otros determinaron la influencia de las variables tiempo y temperatura en la

    microestructura, la dureza y la porosidad final de un hierro fundido hipoeut"ctico &7e8*.9:t;%8

    '.4:t;$i+ tixoconformado, para obtener 0- y 4-; de fase slida en estado semislido1. &pp *'(8

    **9+

  • 7/24/2019 Proble Ante

    3/26

    erez y col.&*-''+. concluyeron que#

  • 7/24/2019 Proble Ante

    4/26

    una influencia sustancial sobre la conductividad de las fundiciones. En base a ello, la medida de

    la conductividad el"ctrica de muestras fundiciones podra emplearse? para determinar el

    contenido de silicio en fundiciones no aleadas o con contenidos muy baos de aleantes,

    especialmente cromo. ara determinar el contenido de cromo en series de fundiciones en las que

    la tasa de silicio se mantiene constante. &p. >+

    1.3 Justificacin

    2. Problema

    @En qu" medida influye el $i sobre la dureza en los discos de freno de fundicin gris

    perlitica para el sistema de frenado de un automvilA

    3. Objetivos

    3.1 Objetivo eneral

    Determinar la dureza de un disco de freno de fundicin gris por influencia del $i en un

    automvil mediante pruebas experimentales para meorar la calidad y disminuir el desgaste.

    3.2 Objetivos espec!ficos

    Determinar la concentracin ideal de $i para obtener una meor dureza para disminuir el

    desgaste superficial en los discos de freno de fundicin gris perlitica.

    1. "undicion ris

  • 7/24/2019 Proble Ante

    5/26

    1.1 #lasificacion de las fundiciones rises

    '.'.' 7undicion gris perlitica

    '.'.* 7undicion gris ferritica

    '.'.6 7undicion gris ferrito B perlitica

    1.2 Principales constituyentes microscpicos

    '.*.' grafito

    '.*.'.' formacion del grafito

    '.*.'.* forma y tama5o del grafito

    1.3 curva de enfriamiento

    1.$ diarama de %ierro & #arbono

    '.0.' Diagrama de hierro B carbono estable

    '.0.* solidificacion de la fundicin gris &proceso+

    '.0.6 elementos que influyen en la fundicin gris

    1.' discos de freno

    2. "unciones y propiedades del disco de freno

    2.1 sistema de frenos de automviles

    *.'.' sistema de frenos de servicio

    *.'.* tipos de freno

    *.'.*.' frenos de disco

  • 7/24/2019 Proble Ante

    6/26

  • 7/24/2019 Proble Ante

    7/26

    fundiciones son un material compuesto de grafito, y de otro material matriz que

    frecuentemente est compuesto por un intermertlico cermico &cementita+, y otro material

    &ferrita+ que es metlico.

    colabilidad es meor en cuanto mayor sea el contenido de carbono por ser peque5o el

    intervalo de temperaturas entre lquidus y slidus. /lgunas de ellas, las de composicin

    eut"ctica, solidifican a temperatura constante.

    !as fundiciones grises dan poco rechupe, ' ; de contraccin lineal aproximadamente,

    inferior a la de los aceros y fundiciones blancas. !a peque5a contraccin al solidificar se

    debe a que su densidad &entre 9,(4 y ),64 gCcm6, menor cuanto ms carbono+ es inferior

    a la de las fundiciones blancas &),) gCcm6+ y a la de los aceros &),>) gCcm

    6+.

    !a caracterstica radical de las fundiciones grises es que no presentan ledeburita. En su

    estructura microgrfica aparece grafito, que puede ser de diversos tipos, disperso en una

    matriz similar a la de un acero.

    El comportamiento mecnico de una fundicin gris resulta parecido al de un acero con

    numerosas microfisuras taponadas por grafito. !a cohesin entre el grafito y la matriz

    metlica es casi nula. Debido a la gran diferencia entre los coeficientes de dilatacin del

    hierro y del grafito, este se despega fcilmente de la matriz.

    !o descrito en el prrafo anterior explica varias propiedades de estas fundiciones. or

    eemplo# el color gris que presentan las fracturas, la capacidad para amortiguar

    vibraciones &mayor cuanto ms grafito+, su maquinabilidad &generalmente buena+, las

    moderadas resistencias a traccin y baos alargamientos, la dispersin habitual en valores

    de microdureza, etc.

    !a presencia de grafito equivale a microentallas, manifiestamente en fundiciones no

  • 7/24/2019 Proble Ante

    8/26

    esferoidales. or eso, el alargamiento a la traccin de las fundiciones grises laminares es

    peque5o &generalmente menor de -,9 ;+. !a existencia previa de esas microentallas

    esclarece tambi"n la d"bil sensibilidad de esas fundiciones a la influencia

    complementaria de entallas mecnicas superficiales. or ello, en fundiciones grises

    laminares no es preciso evitar con tanto cuidado como en los aceros la presencia de rayas

    de mecanizado, ngulos vivos, etc.

    !a tenacidad de las fundiciones grises es mayor que la de las fundiciones blancas, pero

    por el efecto de entalla debido al grafito laminar, resulta insuficiente. or eso, cuando se

    requiere un material tenaz, no debe utilizarse fundicin blanca, ni tampoco fundicin gris

    laminar.

    uede se5alarse, con carcter general, que la resistencia a la traccin disminuye en las

    fundiciones grises laminares al aumentar el contenido de carbono. El grafito disminuye

    la seccin real del constituyente matriz, el que aguanta el esfuerzo de traccin. /dems,

    el efecto entalla del grafito laminar, disminuye la tenacidad.

    3racias a la buena colabilidad de las fundiciones grises es posible moldear piezas de

    paredes delgadas, tales como tubos para aletas con radiadores, rodetes para bombas,

    anillos para compresores, etc. ara una buena colabilidad, se requiere que el intervalo de

    solidificacin sea el menor posible, o lo que es igual, altos valores de carbono

    equivalente.

    1.1 #lasificacion de las fundiciones rises

    !as fundiciones grises se pueden clasificar de varia formas, pero una de las ms

    usuales es la clasificacin por la estructura de la matriz#

  • 7/24/2019 Proble Ante

    9/26

    1.1.$ "undicion ris perlitica

    $u estructura est formada de perlita con inclusiones de grafito &en la figura '.'a, el

    grafito se ve en forma de vetas peque5as+. %omo se sabe, la perlita contiene un