Cómo el material afecta el acabado de la superficie

En la industria de la fabricación, hay muchos procesos que pueden afectar el rendimiento de una pieza Desde el diseño mismo hasta el método de mecanizado utilizado, hay muchas variables en juego. Un paso fundamental en este proceso es el acabado de superficie final de la pieza. El acabado superficial no solo afecta la estética de la pieza, sino que también desempeña un papel importante en el rendimiento y la eficiencia de la misma. Si bien existen muchos métodos de acabado disponibles, este artículo se centrará en el bruñido y cómo los diferentes materiales afectarán el acabado superficial de la pieza.

¿Qué es el acabado superficial?

El acabado superficial es la medida de la textura de un material y se compone de tres partes clave: forma, ondulación y rugosidad.

  • Forma describe la dirección del patrón de la superficie en el material y generalmente es el resultado del proceso de fabricación utilizado.
  • La ondulación se refiere a las irregularidades grandes o desviaciones en la superficie del material.
  • La rugosidad, al igual que la ondulación, evalúa las irregularidades más pequeñas del material y se utiliza para calcular su suavidad.

Dependiendo del uso final de la pieza, el rango aceptable para el acabado superficial variará, sin embargo, la mayoría de las piezas de trabajo mecanizadas requerirán un acabado a baja velocidad. Por ejemplo, las superficies de acoplamiento o las piezas que interactuarán con otras durante su funcionamiento utilizarán un acabado más bajo para ayudar a reducir la fricción y aumentar la eficiencia de la pieza. El bruñido también puede mejorar la resistencia a la corrosión y la vida útil de la pieza debido al endurecimiento de la superficie.

Unidades de medida

Las unidades de medida más comunes para la rugosidad del material son Ra y Rz. Ra se refiere a la rugosidad promedio de un material, mientras que Rz se refiere a una distancia vertical promedio entre el pico más alto y el valle más bajo. Ra es más utilizado en los Estados Unidos y Rz se utiliza internacionalmente. En ambos casos, un número más bajo (por ejemplo, 16) indica un acabado más fino, mientras que un número más alto (por ejemplo, 80-100) indica un acabado más rugoso.
Final comparación

Materiales y acabado superficial

 

El acabado superficial final de una pieza dependerá de varios factores diferentes, siendo el primero el material en sí. Cuando se trata de bruñir, no todos los materiales se comportarán de la misma manera. La ductilidad se refiere a la capacidad de un material para doblarse o deformarse antes de romperse. Debido a que el bruñido utiliza fuerzas de compresión para alisar los picos y valles de un material, este debe ser dúctil. La dureza del material determinará el acabado final que se pueda conseguir. En general, los materiales dúctiles responderán mejor y serán más capaces de lograr un acabado más fino en comparación con los materiales endurecidos.

Materiales Dúctiles Comunes
Acero inoxidable
Latón
Aluminio
Titanio
Inconel
Acero
Fuerzas compresivas

Preparación de la superficie

 

Para obtener el mejor acabado, es importante que la superficie del material sea preparada adecuadamente. Para obtener un acabado más fino, el bruñido requiere un patrón de picos y valles prominentes, ya que esto proporciona una mayor superficie para mover el material. Como resultado, es importante que los materiales más blandos comiencen con un acabado más grueso, como 80 – 125 Ra, para permitir que la herramienta de bruñido funcione correctamente.

 

Cuando se trabaja con materiales menos dúctiles, se requerirá un acabado mecanizado más fino antes de la operación de bruñido a fin de reducir la cantidad de material que necesita ser desplazado durante el proceso. Independientemente del material, las hendiduras y desgarros en la superficie causadas por el taladrado, escariado o torneado serán difíciles de eliminar durante el proceso de bruñido. Como resultado, es probable que sigan siendo visibles después de haber finalizado la operación de bruñido.
Una vez que la superficie haya sido preparada adecuadamente, puede comenzar la operación de bruñido. En materiales altamente dúctiles, es posible realizar acabados «espejo» a velocidad baja, como 4 Ra. En materiales más duros, un acabado de 16 Ra suele ser el objetivo más común. Generalmente, se recomienda configurar y operar algunas piezas de prueba para determinar la presión adecuada y la velocidad de alimentación necesaria para lograr el acabado deseado.
Herramienta ID de múltiples rodillos en el husillo
En general, el acabado superficial desempeña un papel fundamental al determinar el rendimiento y la longevidad de una pieza. A menudo se utilizan acabados más finos para mejorar las superficies de contacto y reducir la fricción en piezas giratorias. Uno de los métodos más sencillos para lograr un acabado superficial a baja velocidad es mediante el bruñido, ya que es una operación simple de un solo paso. Sin embargo, es importante comprender qué materiales se pueden bruñir y cómo el material afecta el acabado que se puede lograr. Con esto en mente, los operadores podrán determinar los pasos necesarios para preparar la pieza para el bruñido, así como las velocidades de avance y de corte óptimas requeridas para lograr el acabado deseado.