Fundición gris aleada con Al, Si y Mn para la fabricación de las chumaceras de los carros ferroviarios para el transporte de la caña

Centro Azúcar 37(1): 43-50, enero-marzo, 2010

Fundición gris aleada con Al, Si y Mn para
la fabricación de las chumaceras de los
carros ferroviarios para el transporte
de la caña
Cast iron alloyed with Al, Si and Mn,
employed for the production of pillow
block of rail cars for the transport of
sugar cane
Luis Orlando Martín Carvajal1, Asdrúbal García Domínguez1,
Lázaro Pino Rivero2,Alejandro Simón de la Rosa3
1.
Universidad de Camagüey. Facultad de Electromecánica.
Departamento de Ingeniería Mecánica. Circunvalación km 5 ½
Camagüey. e-mail: luis.martin@reduc.edu.cu
2.
Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Facultad de
Química. e-mail: lazaropr@uclv.edu.cu
3.
TECMA Enrique Villegas. MINAZ. Villa Clara
Resumen
En el trabajo se muestra la obtención porinoculación en cuchara de un hierro gris fundido
del sistema Al-Si-Mn, con un nivel de aleación entre 5,27-5,70 %, donde el aluminio está
presente entre 1,97-2,97 %, el silicio entre 2,14-3,30 % y el manganeso entre 0,49-0,53
%, cuyas propiedades metalográficas y mecánicas coinciden con las establecidas con
premisas para su uso en la fabricación de cojinetes planos para los carros ferroviarios decarga de caña de azúcar, pues se obtuvo la matriz predominantemente perlítica entre 8590 %, con inclusiones de un grafito laminar recto, uniformemente distribuido, en una
concentración entre 10-12% y tamaño entre 45 y 90 ìm. Una dureza que está en el rango
de 269-285 HB y el desgaste volumétrico sufre una reducción en la muestra M1 de 8,6
veces respecto al par tribológico formado con el metalbase. La sustitución del bronce por
hierro fundido reduce los costos de producción de los cojinetes planos.
Palabras clave: Fundición gris antifriccional, proceso de grafitización, desgaste.

Abstract
In this paper is shown the obtaining by inoculation in ladle of gray cast iron using the system Al-Si-Mn, with an alloy level among 5,27-5,70 %, where the aluminum is between 1,972,97%, thesilicon between 2,14-3,30 % and the manganese between 0,49-0,53 %, whose
metallographic and mechanical properties coincide with the established ones for the use in
the production of plane bearings for the rail road cars to carry sugar cane, because the
matrix was obtained predominantly perlític (85-90 %), with inclusions of a laminate straight
graphite, in a concentration among 10-12 % and sizebetween 45 and 90 ìm. A hardness
that is in the range of 269-285 HB and the volumetric wear is 8,6 times less in the sample
M1 than in the tribologic pair formed by the basic metal. The substitution of brass by cast
iron reduces the costs of production of plane bearings.
Key words: Antifrictional cast iron, graphitization, wear.
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Centro Azúcar 37(1): 43-50, enero-marzo, 2010INTRODUCCION
La chumacera para los carros de ferrocarril, que
son empleados en la transportación de la caña de
azúcar, requiere de un material que no dañe durante
la operación a los ejes con los que forma un par de
fricción. Si se tiene en cuenta que estos carros son
llenados con grandes cargas y las velocidades de
los mismos son relativamente bajas (por debajo de
60 km/h), son las razones por lacuales se justifica
el uso de cojinetes planos o chumaceras. Cada carro
tiene cuatro ejes y cada eje dos chumaceras. Las
bases de las mismas se han fabricado
tradicionalmente de bronce (2,5 kg cada una)
cubierto con una capa superficial de aleación
antifriccional de Sn-Pb. La lubricación utilizada es
de tipo mixta y por salpicadura. Como cada carro
tiene ocho chumaceras se requiere un totalde 20
kg de bronce.
En la figura 1, se muestra la chumacera o cojinete
plano, donde los ejes tienen sus muñones encerrados
en unas cajas denominadas cajas de grasa, las que
tienen un orificio para que penetre el eje. En la parte
interior que da hacia la rueda ajusta al eje un sello
que impide que el lubricante salte hacia el exterior.
En la parte exterior tiene una tapa que sirve para la...