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Abstract:
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En aplicaciones como la conformación en frío, se utilizan materiales específicos para las
herramientas como aceros rápidos y metales duros recubiertos con capas cerámicas. En
este contexto, la prevención de aparición de grietas en los útiles podría constituir el criterio
a seguir ya que el inicio de dicho daño puede ser crítico en condiciones de fatiga. Por ello,
es necesario conocer las condiciones límite de trabajo de estos materiales para optimizar la
vida útil de las herramientas.
Los ensayos por impacto y los ensayos por contacto esférico o Hertziano, que generan un
campo de tensiones similar, permiten simular las solicitaciones mecánicas reales que
encuentran las herramientas durante servicio. Además, son ensayos de aplicación sencilla
y que requieren de poco volumen de material.
El objetivo de la presente investigación es estudiar la respuesta mecánica bajo contacto
esférico monotónico y cíclico de un metal duro (calidad referida como 10F) recubierto con
TiN o WC/C y con textura superficial inducida por láser.
Los ensayos bajo solicitaciones monotónicas se realizan mediante indentadores de
diámetros 2,5 y 5 mm. Por otra parte, los ensayos cíclicos se llevan a cabo con un
indentador de 2,5 mm de diámetro, variando el número de ciclos desde 103 hasta 106
ciclos. Este análisis mecánico se complementa con una inspección detallada del daño
generado en superficie.
Los resultados experimentales obtenidos muestran que:
- La presencia del recubrimiento en los sistemas parece afectar sensiblemente a la
respuesta al contacto esférico monotónico del material base como ente individual.
- El daño por fisuración aparece siempre para valores de tensión de contacto superiores
al límite elástico, por lo que existe siempre cedencia plástica o cuasi-plástica previa a la
generación de grietas.
- Bajo condiciones de fatiga, existe fisuración para tensiones inferiores a la tensión
crítica monotónica, hecho que implica que ambos sistemas son sensibles a fatiga. |
