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Desgaste adhesivo

Desgaste Adhesivo
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Concepto:Forma de deterioro que se presenta entre dos superficies en contacto deslizante. Este desgaste es el segundo más común en la industria y ocurre cuando dos superficies sólidas se deslizan una sobre la otra bajo presión.

Desgaste Adhesivo. La naturaleza del desgaste hace que el desgaste adhesivo este siempre presente en mayor o menor grado en las uniones de rozamiento. En la practica de ingeniería se conoce también con los nombres de: desgaste por frotamiento; rayado adhesivo; gripado; agarrotamiento; agripamiento; tales denominaciones se deben a la intensidad del desgaste, estados de las superficies desgastadas y tipos de elementos de máquina. El desgaste adhesivo esta presente en los siguientes elementos de máquinas: cojinetes de deslizamiento; transmisiones por engranes y tornillo sin-fin; guías de deslizamiento; levas; grupos pistón – aro -cilindro; etc. Los factores que definen el desgaste adhesivo son:

  • Condiciones de lubricación (seco o lubricado); abastecimiento de lubricante; calidad del lubricante.
  • Compatibilidad metalúrgica (solubilidad mutua) de los materiales de la unión tribológica.
  • Microgeometría superficial.
  • Condiciones de trabajo: carga, velocidad y temperatura.

Tipos de desgaste adhesivo.

Este desgaste es el segundo más común en la industria y ocurre cuando dos superficies sólidas se deslizan una sobre la otra bajo presión. El aspecto de la superficie desgastada será de ralladuras irregulares y superficiales, y puede presentarse de las siguientes formas:

Desgaste adhesivo por pulido o de fricción por cizallamiento

Se produce cuando la unión adhesiva falla por la interfase no produciéndose prácticamente transferencia de metal y la superficie desgastada aparece pulida. Se presenta en materiales de alto grado de incompatibilidad metalúrgica (k = 10-6 ÷ 10-8).

Desgaste adhesivo superficial

Es característico de pares metálicos con poca compatibilidad metalúrgica sometidos a altas velocidades de deslizamiento (aceros V = 3 - 4 m/s); grandes presiones de contacto y altas temperaturas superficiales (T = 1500 °C). Se produce durante la fricción seca en superficies contaminadas (capas de óxido) y durante la lubricación límite, en este caso son necesarios altas presiones que destruyen la película límite (carga crítica del lubricante). El desgaste adhesivo superficial se caracteriza por presentar una superficie con rayas o surcos pocos profundos en dirección del movimiento (Fig.1); con los siguientes parámetros.

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Fig.1 Modelo físico de la superficie desgastada durante el gripado.
  • Profundidad de la capa destruida h ? 100 µm.
  • Tamaño de la partícula de desgaste d = 2 - 20 µm.
  • Razón de desgaste. W'= 1 - 5 µm/h
  • Coeficiente de desgaste k = 10-4 - 10-6
  • Densidad de energía aparente e* = 106-103 N-m/
  • Intensidad lineal del desgaste Ih = 10-9-10-5
  • Tensión de rotura de la unión ? n = 103-10-2 Mpa

Desgaste adhesivo profundo

La ausencia de capa de óxido superficial, superficies pobremente lubricadas; la existencias de superficies no contaminadas; la igualdad de la microgeometría superficial y de composición química; la compatibilidad metalúrgica; las velocidades lentas (aceros V<1m/s); las altas presiones que superan el límite de fluencia (deformaciones plásticas) son los factores que propician el surgimiento del desgaste adhesivo profundo o atrancamiento. Este desgaste se caracteriza por presentar una superficies desgastada con surcos profundos (Fig.2) con los siguientes parámetros:

Fig.2 Modelo físico de la superficie del desgaste profundo.
  • Profundidad de la capa destruida. h ? 500 µm.
  • Tamaño de la partícula de desgaste d = 20 - 200 µm.
  • Razón de desgaste W' = 5 - 15 µm/h.
  • Coeficiente de desgaste k = 10-2 - 10-4.
  • Densidad de energía aparente e* = 104-101 N-m/
  • Intensidad lineal del desgaste Ih = 10-7 - 10-3
  • Tensión de rotura de la unión ? n = 103 - 102 Mpa

Enlaces Externos


Fuentes

  • Martínez, P.F. 1996. La tribología, ciencia y técnica para el mantenimiento, Limusa
  • Rabinowicz, E. 1995. Friction and Wear of Materials. Second edition. John Wiley & Sons.