6.1.- Introducción
6.2.- Análisis metalográfico
6.3.- Análisis de durezas
6.4.- Fisuras
6.5.-
Eliminación de capas superficiales
Como ya se ha visto,
en Electroerosión cada impulso produce una descarga eléctrica en una zona
ionizada del gap, creándose un arco eléctrico entre ambos electrodos.
Las variables que influyen en cada descarga son dos: Intensidad y tiempo
de impulso, que definen la energía de cada descarga. Esta energía se reparte
de forma no determinada entre los dos electrodos, y se transforma en calor
llegándose en la zona de descarga en ambos electrodos a temperaturas altísimas
(superiores a veces a los 10.000 ºC), mayores que las temperaturas de
fusión y de evaporación de los materiales. Debido a la corta duración
de la descarga (de 2 a 2.000 µs), su acción térmica es muy localizada,
lo cual hace que el calor no se transfiera por conducción a las capas
internas del metal, por ello la temperatura es tan alta.
Debido a la naturaleza térmica del proceso, las características
de las superficies mecanizadas por Electroerosión son diferentes a las
obtenidas en los mecanizados convencionales, principalmente en dos aspectos.
El primero de ellos es la rugosidad obtenida, que como ya se ha dicho
no es unidireccional como en los procesos convencionales (torneado, fresado,
etc.), sino multidireccional. En segundo lugar las altas temperaturas
que se dan hacen que en las capas superficiales de las piezas aparezcan
transformaciones metalúrgicas, tensiones internas y en algún caso fisuras
superficiales.
Estos cambios de estructuras dependen por supuesto
de la pareja de materiales que se estén utilizando, a veces no se produce
cambio alguno, pero en algunas aplicaciones (como es la aeronáutica) deben
tomarse precauciones para reducir sus consecuencias. Sin embargo se ha
observado que los útiles realizados por Electroerosión tienen una vida
más larga que los mecanizados convencionalmente.
El análisis metalográfico del corte transversal de una pieza mecanizada por Electroerosión revela una serie de capas superpuestas cuyos espesores dependen de la energía del impulso (intensidad * tiempo de impulso). Las capas observadas (Fig. 6.1) son las siguientes:
 |
| Fig. 6.1 Capas estructurales en Electroerosión |
-
Capa muy fina de polvo depositado por material removido en otros puntos.
-
Capa blanca en el exterior debida al proceso de temple en el que el carbono liberado del dieléctrico se difunde en el metal fundido y resolidificado en el mismo lugar. Características: espesor no constante, porosa, cuarteada; Estructura: ledeburita (muy dura).
-
Línea muy blanca de separación con estructura austenita. Sólo aparece en procesos de desbaste altos con intensidades superiores a 30 A, o en procesos de desbaste bajos como son de 18 A, pero con tiempos de impulso por encima de 200 µs (Posición ti : 9 según las Tablas de Tecnología).
-
Capa de color claro correspondiente a martensita no revenida.
-
Zona oscura de martensita revenida debido al transporte de calor a través de la pieza.
-
Estructura base de la pieza.
La figura 6.2 muestra el espesor de las capas en función del tiempo de impulso para el caso de 18 A de intensidad (nivel IV) en una pareja cobre-acero.
 |
| Fig. 6.2 Espesor de las capas en función del tiempo de impulso |
La figura 6.3 muestra un estudio de las durezas de las diferentes capas en función de la distancia a la superficie. Se trata del mismo caso que en la figura 6.1, y cabe observar que en caso de que no aparezca austenita la curva iría por la línea de puntos.
 |
| Fig. 6.3 Variación de la dureza en las capas superficiales |
En los procesos fuertes
de desbaste (>40A) y semiacabado (>18A) con tiempos de impulso altos
(ti>10 µs), aparecen fisuras que van hacia el interior de la pieza
y que tienen una profundidad de alrededor del doble de la suma de las
capas modificadas. Para paliar esta dificultad es suficiente con la diferencia
que marcan las tablas entre las operaciones de desbaste y acabado.
Si el acero está sin templar no aparecen grietas en
ningún caso. En este caso además la capa blanca es más uniforme y no aparecen
el resto de las capas.
6.5.- Eliminación de capas superficiales
En los casos en los que sea necesario (muy pocos) eliminar principalmente la capa blanca y todas las modificaciones metalúrgicas superficiales, basta con hacer lo siguiente:
-
Dejar entre desbaste y acabado una franja suficiente para eliminar totalmente la capa dejada por el desbaste.
-
Pulir la pieza después de la operación de acabado.