COMPORTAMIENTO DEL FENÓMENO DE LA ABRASIÓN EN CONDICIÓN HÚMEDA EN ACEROS GRADO HERRAMIENTA H 13 Y D 2

CONAMET/SAM 2006

COMPORTAMIENTO DEL FENÓMENO DE LA ABRASIÓN EN CONDICIÓN
HÚMEDA EN ACEROS GRADO HERRAMIENTA H-13 Y D-2
Manuel Vite Torres
SEPI-ESIMEZ-I.P.N. México
drmanuelvite9@hotmail.com
Isaías Hilerio Cruz
UAM-Azcapotzalco. México
Jaime Vite Torres
ININ, Centro Nuclear. México
Edgar López López
SEPI-ESIMEZ-I.P.N. México
Martín D. Castillo Sánchez
SEPI-ESIMEZ-I.P.N. México
Ignacio A. SalazarVelázquez
SEPI-ESIMEZ-I.P.N. México

RESUMEN
En este trabajo, se presenta la caracterización tribológica de los aceros AISI H-13 y D-2, sometidos al
proceso de nitruración iónica, a fin de determinar su resistencia al desgaste abrasivo en condiciones
acuosas. Los ensayos se realizaron empleando una máquina de desgaste abrasiva para un ambiente
acuoso. Fue diseñada y construida por el grupo detribología de la SEPI, ESIME, IPN, MÉXICO, acorde
a las especificaciones que establece la norma ASTM G105-89. Uno de los propósitos de esta
investigación es utilizar aceros, con un agregado tecnológico, como es el caso de la nitruración por
plasma, que sea relativamente barato y que mejore sus propiedades mecánicas y tribológicas, ya sea en
ambientes secos y acuosos, como ocurre en dados de preformaempleados en la industria de la inyección
de plástico.
Uno de los resultados más importantes de este trabajo es demostrar que los aceros H-13 y D-2 sometidos
al proceso de nitruración mejoran notablemente su resistencia a la abrasión en condición húmeda.
Palabras Claves: Abrasión húmeda, Desgaste abrasivo, Acero H-13 y D-2, Nitruración por plasma.

1. INTRODUCCIÓN
Cuando una aspereza dura o unapartícula abrasiva
resbala sobre las caras contrapuestas de dos
sólidos, se presenta el fenómeno de la abrasión, lo
que produce a la vez surcos, cortes y formación de
cuñas. La abrasión puede ser clasificada como de
dos y tres cuerpos. La primera, se origina cuando
un cuerpo muy duro raya a otro más suave.
Mientras que la segunda, se debe tanto a la
presencia de partículas duras como a la de unasustancia líquida, ambas se encuentran en la
interfase de dos caras que están en contacto y en
movimiento relativo. Esta configuración, es
simulada por la norma ASTM G-105, denominada
como: “Standard test method for conducting wet
sand/rubber wheel abrasion test” [1]. Además,
permite calcular la tasa el desgaste, en un
tribosistema acuoso, lo que a la vez proporciona
información de cuan resistenteson los aceros a
dicho fenómeno.
El acero H-13 tiene una resistencia apropiada para
la fatiga térmica. Se le emplea para la manufactura
por conformado de piezas de plástico. Para ello los
moldes manufacturados con este acero, son
refrigerados por agua en el proceso de trabajo en
caliente. Además, presenta excelentes propiedades
térmicas, resistencia a la corrosión, y al desgaste
abrasivo.
El aceroH-13 tiene la siguiente composición
química, como se muestra en la tabla I.
Tabla I. Composición química del acero AISI H-13
C

Mn

0.32
a
0.45

0.20
a
0.50

P
0.030
máx

S

Si

Mo

Co

V

Cr

0.030
máx

0.80
a
1.20

1.10
a
1.75

0.80
a
1.20

4.75
a
5.5

0.32
a
0.45

La adición de elementos como el cromo y el
molibdeno
mejoran
considerablemente
su
resistencia a la abrasión. Sin embargo, esnecesario
incrementar su dureza ya sea por tratamientos
térmicos o termoquímicos. Razón por la cual, se le
aplica una capa nitrurada para mejorar su
resistencia al desgaste abrasivo. La utilización
típica del acero H-13, es para trabajos en la
manufactura de insertos, moldes, inyectores,
pernos, émbolos, manguitos, etc. Otras
herramientas y aplicaciones estructurales incluyen
la manufactura deherramientas de corte, punzones,
flechas, vigas, barras de torsión y los trinquetes,
etc.
El acero D-2, es un acero al alto carbono y cromo.
Es dimensionalmente estable y de excelente
rendimiento al corte. Muestra una alta resistencia
al desgaste. Especialmente apto para temple al
aire. Frecuentemente, se le emplea para la

manufactura de cepillos tipo codo, punzones y
cortadores de laminadoras, así como...