2008-10-17 - Estudio comparativo de técnicas de laser cladding para la reparación de Moldes

El acero de herramientas X153CrMoV12 (DIN 1.2379) es un material con una alta resistencia al desgaste y una excelente prestación al corte, con alta tenacidad y templabilidad que se utiliza habitualmente para estampación en frío


El acero de herramientas X153CrMoV12 (DIN 1.2379) es un material con una alta resistencia al desgaste y una excelente prestación al corte, con alta tenacidad y templabilidad que se utiliza habitualmente para estampación en frío. No obstante, el uso de las técnicas tradicionales como el TIG o soldadura por plasma para reparar moldes ymatrices de este material puede generar una gran distorsión térmica que puede causarfracturas en la zona aportada dado el alto contenido de carbono del mismo. En este artículo se presenta el proceso de láser cladding como alternativa a estas técnicas tradicionales. Se ha realizado un estudio comparativo del proceso de reparación de moldes deX153CrMoV12 mediante laser cladding por aporte coaxial de polvo y por aporte lateral de hilo. Se han estudiado la geometría, la dureza, la microestructura y la afectación térmica para determinar las ventajas e inconvenientes de las dos técnicas. Palabras clave: aceros de herramienta, laser cladding, láser de Nd:YAG, láser de diodos

Las técnicas de conformado en frío (estampació, embutición, repujado, corte, extrusión, etc.) tienen una importancia fundamental en las tecnologías actuales de producción. Las herramientas utilizadas en losdistintos procesos productivos son elementossometidos a elevados esfuerzos mecánicos.Dentro de la variada oferta de aceros aleados deherramientas, los aceros para trabajos en frío representan uno de los productos de mayorcompromiso en su fabricación yposterior transformación en útiles (troqueles, matrices,...).

Los aceros de herramientas para trabajo en frío convencionales, como elX153CrMoV12, presentan unas propiedadesque dan una solución equilibrada en cuanto a la de formación, resistencia al desgaste y a la corrosión y la estabilidad dimensional de los materiales. No obstante, dichos aceros suelenser considerados difíciles de soldar debido a su alto contenido en carbono y alta dureza. Lasoldadura se enfría rápidamente cuando se retirala fuente de calor y parte de la zona del substrato afectada por el calor se endurece. Esta transformación genera tensiones térmicas, que pueden dar como resultado el agrietamiento del material base. Hoy en día, los útiles para trabajo enfrío se reparan mediante técnicas convencionales de soldadura, como son lasoldadura TIG (Tungsten Inert Gas), lasoldadura por arco de plasma, etc. Estas técnicas son muy flexibles y producen unas buenas tasas de deposición. No obstante, con estas técnicas la afección térmica es muy elevada debido a las altas temperaturas y la cantidad de material fundido. La técnica de recargue con láser o láser cladding produce zonas afectadas termicamentemucho menores, debido, básicamente, a que elaporte de calor es menor y más localizado. Asimismo, con estos sistemas se obtiene unamenor dilución y además es posible conseguir estructuras de grano tan buenas o inclusomejores que la del material intrínseco.

En este trabajo se presenta la técnica láser cladding para reparar útiles de acero deherramientas X153CrMoV12. Se emplearán dos tipos diferentes de aporte, polvo e hilo, dediferentes materiales y con diferentescondiciones, comparando los resultadosobtenidos con los mismos, en cuanto a calidaddel aporte.

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