Solución de problemas con nivel microanaliticopara la industria automotriz

SOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON NIVEL MICROANALITICO PARA LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ
Herrera R 1, Martinez F 2, Salas J:A 2 Instituto Politecnico Nacional, ESIQIE, Edif. 7, UPALM Departamento de Ingeniería Metalúrgica, C:P 07300, México. D.F A. P 75-874 2 Centro Nacional de Metrología- División Cerámicos A.P 1-100, Querétaro, México fmartine@cenam.mx
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Resumen: La evaluación química que se realiza demanera rutinaria en la industria automotriz utiliza técnicas de análisis espectrómetricas, tales como el espectrómetro de emisión óptica. En esta técnica, el área de análisis es de aproximadamente 1 cm2, el cual es considerado un análisis masivo y elemental. Pero las propiedades mecánicas de cualquier pieza tienen una estrecha relación con la morfología de las fases formadas y con el tamaño ydistribución de ellas. Dichas fases se encuentran con nivel micrométrico en dimensión. Cualquier segregación de estas fases pasa desapercibido para las técnicas espectrométricas tradicionales indicadas. Desde esta perspectiva, el control de calidad de los productos de la industria automotriz se esta dirigiendo al análisis químico de micro y nano-regiones, las cuales son difíciles de cuantificar conla infraestructura nacional actual. Se presenta el estudio de cuatro componentes, solicitados al Laboratorio de Análisis Superficial y Microanálisis del Centro Nacional de Metrología por parte de industrias de la rama automotriz.

INTRODUCCIÓN La demanda actual de materiales de menor costo y el subsecuente incremento en los proveedores de materiales de “origen internacional”, ha incrementado laprobabilidad de variabilidad en las materias primas. Esto se traduce en la actualización relacionada con el control de parámetros tales como calidad superficial, microestructura, contenido de inclusiones, limpieza y nivel de impurezas. Los métodos de microscopía de electrones y espectroscopía de energía dispersiva (MBE/EDE) son ideales para el diagnóstico de tales atributos del material, yprobablemente serán usados con mayor frecuencia para el aseguramiento de la calidad de los materiales y la identificación de deficiencias en el material [1]. Por ejemplo, para entender las propiedades del aluminio, se debe tener un cierto conocimiento de los bloques de construcción más pequeños de los cuales el aluminio esta compuesto. La manera en que se integran estos, es lo que llamamos estructura delmetal. Cuando utilizamos MBE/EDE, que magnifica la estructura en 100 000 X, se pueden estudiar las más finas heterogeneidades, como son inclusiones, porosidad, subgranos, etc [2]. Este trabajo presenta varios casos de componentes automotrices analizados con los métodos MBE/EDE e ilustran sobre su utilidad en la solución de problemas industriales.

Desarrollo 1er caso Este análisis fue de unapieza que se encontraba en la etapa de prueba de servicio. Como se puede observar en la fotomicrografía 1, el daño derivado de las condiciones extremas de temperatura a las que fue sometido el componente provocaron un severo agrietamiento en él. En primera instancia, nos interesa saber cuales son las causas que provocaron el mal desempeño del componente y derivado de lo anterior proponer cambios ensu procesamiento.

Fotomicrografía 1. Imagen de electrones secundarios de componente automotriz agietado.

Hay que tener presente que si realizamos un análisis masivo de la pieza con ayuda de las técnicas espectrométricas tradicionales (p.e espectrómetro de emisión óptica) la composición estaría acorde con las especificaciones. Al observar el material con ayuda del MBE/EDE en lafotomicrografía 2, podemos identificar cada una de las fases que constituyen el material y evaluar su distribución sobre toda la pieza. En este caso particular, se pueden distinguir cuatro fases de acuerdo a su color y forma. Si observamos las fases más claras nos damos cuenta que están segregadas en la parte superior derecha. Debido a que estas fases son de mayor dureza, provocan que en estas regiones se...