¿Por qué fallan los casquillos y anillos de desgaste de aleación de cobalto mecanizados?: Un análisis completo

Cuando un casquillo o anillo de desgaste de aleación de cobalto falla antes de lo previsto, la primera suposición suele ser que la aleación utilizada era incorrecta. Sin embargo, la causa real puede haberse originado mucho antes: durante la selección del material, la planificación de los márgenes de mecanizado, la inspección de la pieza en bruto o el control del proceso de fabricación.

El análisis de fallos solo tiene sentido cuando se revisan conjuntamente el material, la geometría de la pieza en bruto, el proceso de mecanizado y las condiciones reales de servicio.

¿Qué falló primero: la superficie, el orificio o la pared?

La ubicación y el aspecto de los daños suelen proporcionar las primeras pistas sobre el mecanismo de la falla.

• Superficie deslizante dañada:Puede indicar una tensión de contacto excesiva, partículas abrasivas, lubricación insuficiente o una diferencia de dureza.

• Cañón dañado:Esto puede indicar problemas de alineación, un margen de mecanizado insuficiente, un acabado superficial deficiente o marcas de mecanizado que afectan la zona de contacto.

• Pared delgada agrietada:Puede indicar que la forma del componente, el espesor de la pared o el diseño del componente no eran adecuados para la carga aplicada.

El primer punto de daño visible no debe evaluarse de forma aislada del proceso de fabricación y mecanizado de la pieza en bruto. La falla podría haber comenzado antes de que la pieza entrara en servicio.

¿El formulario estándar era incorrecto para la geometría?

La forma inicial del material influye directamente en el riesgo de mecanizado y en la fiabilidad de la pieza terminada.

Un manguito grande mecanizado a partir de una barra maciza puede producir un componente que cumpla con los requisitos, pero puede requerir una eliminación excesiva de material, un tiempo de mecanizado más prolongado, una temperatura de corte más alta y un mayor desgaste de la herramienta.

Una pieza en bruto para el manguito puede reducir los residuos y mejorar la eficiencia del mecanizado, pero solo si las dimensiones de la pieza en bruto, el margen de mecanizado y la integridad interna se controlan adecuadamente.

Una pieza en bruto para fundición puede ser adecuada para geometrías complejas o para la producción repetida, pero requiere un acuerdo claro sobre:

• Tolerancia dimensional

• Requisitos de inspección

• Criterios de aceptación

• Requisitos de calidad internos

Por lo tanto, la selección de existencias no es solo una decisión de compra. Forma parte de la prevención de fallos.

¿El margen de mecanizado era demasiado pequeño o demasiado grande?

El margen de mecanizado influye significativamente en el rendimiento de los casquillos y anillos de desgaste de aleación de cobalto.

Si la asignación es demasiado pequeña:

• Pueden quedar irregularidades en la superficie.

• Los defectos locales pueden estar demasiado cerca de la superficie de trabajo final.

• Es posible que el mecanizado no elimine por completo las áreas dañadas o inestables.

• Las dimensiones finales pueden volverse difíciles de controlar.

Si el límite es demasiado grande:

• El tiempo de mecanizado aumenta

• Aumenta el consumo de herramientas de corte.

• Se genera más calor durante el mecanizado.

• La variación del proceso se vuelve más probable

Para los casquillos y anillos de desgaste de aleación de cobalto, el margen de tolerancia debe planificarse en función de las áreas funcionales. Las superficies de los orificios, los diámetros exteriores, las caras de sellado y las superficies deslizantes no tienen los mismos requisitos.

¿Había defectos internos cerca de la superficie de trabajo?

Los defectos internos, como la porosidad o la contracción, no implican automáticamente que un componente vaya a fallar. La evaluación depende de la ubicación y el tamaño del defecto, el método de inspección y la tensión real a la que está sometido el componente.

Una pequeña indicación ubicada lejos de una superficie funcional puede ser aceptable según una norma de inspección acordada. Sin embargo, la misma indicación cerca de una superficie de sellado, un orificio o un área de alto contacto puede convertirse en un punto de inicio de falla.

Por ello, es importante definir los requisitos de inspección antes de la producción, incluyendo:

• Método de inspección

• Criterios de aceptación

• Áreas críticas que requieren atención

• Documentación requerida

Una especificación práctica debería definir requisitos controlables en lugar de simplemente exigir riesgo cero después del mecanizado.

¿La aleación fue mecanizada como el acero común?

Las aleaciones a base de cobalto requieren consideraciones de mecanizado diferentes en comparación con los aceros convencionales.

Las condiciones de mecanizado incorrectas pueden provocar:

• Calor de corte excesivo

• endurecimiento laboral

• Desgaste acelerado de la herramienta

• Daños superficiales

• Mal estado de los bordes

• Rendimiento del servicio reducido

Un componente puede pasar la inspección dimensional, pero aun así tener una superficie de trabajo dañada que presenta un rendimiento deficiente en condiciones de contacto deslizante, medios abrasivos o cargas elevadas.

En el caso de los casquillos y los anillos de desgaste, la calidad del mecanizado no se limita a lograr las dimensiones finales. La integridad de la superficie también influye en la vida útil real.

Cómo realizar una revisión de fracasos útil

Al investigar un buje o anillo de desgaste de aleación de cobalto defectuoso, recopile información de cuatro áreas:

1. Información del componente

• Dibujo de la pieza terminada

• Tamaño en blanco comprado

• Dimensiones finales

• Superficies críticas

2. Información del material

• Grado del material

• Designación equivalente

• Certificado de material

• Documentos de inspección

3. Evidencia de falla

• Fotografías de superficies desgastadas

• Estado del orificio

• Zona de fractura

• Patrón de desgaste

4. Condiciones de funcionamiento

• Carga

• Temperatura

• Condición de los medios

• Lubricación

• Velocidad

• Horario de funcionamiento

Sin esta información, cambiar únicamente el grado de la aleación puede no resolver el problema real.

Reduzca el próximo fallo antes de volver a realizar el pedido.

Si el mismo casquillo o anillo de desgaste de aleación de cobalto falla repetidamente, no se limite a volver a pedirlo según el nombre del grado.

Un mejor enfoque es revisar:

• Si el formato estándar es adecuado

• Si el margen de mecanizado es suficiente

• Si los requisitos de solidez interna son apropiados

• Si las condiciones de mecanizado protegen la integridad de la superficie

• Si el material coincide con la condición de servicio real

El siguiente pedido exitoso a menudo surge de la mejora de todo el proceso de fabricación, en lugar de simplemente cambiar el material.

¿Necesita ayuda para revisar un componente de aleación de cobalto defectuoso?

Si su buje, manguito o anillo de desgaste de aleación de cobalto ha fallado, envíe COCRALLOY:

• Fotos de piezas defectuosas

• Dibujo del componente

• Información del material

• Condiciones del servicio

• Información de mecanizado anterior

Podemos ayudarle a revisar si el próximo pedido debería modificar la forma del stock, el margen de mecanizado, los requisitos de inspección o el método de selección de materiales.