Metal

CONAMET/SAM 2006.

BOLAS PARA MOLIENDA DE MINERALES FABRICADAS DE HIERROS ADI/CAVI
J.A. Márquez Sánchez, J.A. García-Hinojosa, A. M. Amaro Villena, A. Huerta Cerdán, Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Fac. de Química, Universidad Nacional Autónoma de México Ciudad Universitaria S/N Coyoacan 04510 México D.F e-mail: jagarcia@servidor.unam.mx RESUMEN En el presente trabajo se realiza elestudio de la sustitución de bolas de molienda para minerales, originalmente fabricadas de acero y hierro blanco aleados por hierros ADI y CAVI (Austempered Ductile Iron/Carbide Vermicular Ductile Iron). Bolas de hierros nodulares y vermiculares fueron manufacturadas por el proceso de modelo perdido o evaporable. Para el caso del hierro vermicular se obtuvo una fracción de carburos en lamicroestructura controlando la composición química durante el proceso de fundición. El hierro nodular base se controlo para tener un mínimo de 85 % de perlita en la matriz. Ambos materiales fueron caracterizadas en dos aspectos, microestructura antes y después del tratamiento isotérmico, así como propiedades mecánicas (dureza, resistencia al impacto y resistencia al desgaste), estas últimas después deltratamiento isotérmico. La evaluación de las propiedades de los hierros con tratamiento isotérmico sugiere que estos hierros pueden sustituir a los materiales originales con ventajas adicionales.

CONAMET/SAM-2006 1. INTRODUCCIÓN El desarrollo de materiales de alta tecnología más eficientes y competitivos esta buscado nuevas alternativas (métodos y procesos) para alcanzar este propósito. Un ejemplomuy importante es el de los hierros nodulares, que es considerado como un material tradicional ferroso el cual ha evolucionado a través del tratamiento isotérmico de autemperizado, que lo hace actualmente más competitivo y considerado como una valiosa y ventajosa alternativa en la sustitución de piezas de acero colado y forjado. Las más recientes aplicaciones [1] están siendo desarrolladas en laindustria automotriz, ferroviaria, agrícola, militar, minería y construcción, así como algunas aplicaciones de tipo industrial. El objetivo de aplicar tratamientos isotérmicos a los hierros nodulares, es el de promover la formación de microestructuras de ferrita acicular y austenita estable con altos contenidos de carbono, microestructura que recibe el nombre de ausferrita [2, 3]. Esta estructuraproporciona al hierro nodular una elevada combinación de resistencia y ductilidad, características que han contribuido a hacerlo viable de aplicaciones ingenieriles más extensas y donde se demandan mayores propiedades. Es sabido que la producción de hierro nodular con tratamiento ADI (Austempered Ductile Iron) depende del control de algunas variables fundamentales como lo son: la composición químicadel hierro base, la calidad metalúrgica (microestructura de la matriz, tamaño de nódulo, nodularidad, densidad de nódulo, etc.), temperatura y tiempo de austenización, temperatura y tiempo de tratamiento isotérmico, entre otros [4,5]. Quizá dos de los parámetros más importantes considerados en la manufactura de hierros ADI de alta calidad son: la composición química y la calidad microestructuraldel hierro base. En la figura 1, se presenta el ciclo típico aplicado al tratamiento ADI de un hierro nodular. El segmento AB indica el calentamiento hasta la temperatura de austenización, seguido por el segmento BC tiempo de austenización, le sigue el segmento CD que es el enfriamiento rápido hasta la temperatura de tratamiento isotérmico Ti, el segmento DE representa la duración del tratamientoisotérmico, para finalmente enfriar la pieza hasta temperatura ambiente [6, 7]. Algunos estudios han clasificado a los hierros ADI en cinco categorías específicas que relacionan la estructura con sus propiedades mecánicas [8, 9], en las que se incluyen ausferritas de alta y baja temperatura, pasando por ausferritas intermedias. Las condiciones del tratamiento pueden variar significativamente en...