Diseño y fabricación de probetas de componentes híbridos con aleaciones de magnesio para ensayos de mecanizado

Resumen

Uno de los principales problemas con los que se encuentran importantes industrias como la aeroespacial, la aeronáutica o la automovilística es la necesidad de reducir el consumo de energía tanto por razones económicas como medioambientales. Un camino para conseguirlo es reducir el peso de los vehículos mediante la utilización de componentes más livianos, fabricados con aleaciones ligeras (generalmente de aluminio, titanio y/o magnesio) debido a que éstas tienen una excelente relación peso/resistencia. En ocasiones, las piezas fabricadas en magnesio están formando estructuras híbridas o tienen insertos de otros materiales para solventar deficiencias de desgastes. Componentes híbridos magnesio-aluminio y magnesio-acero están despertando un gran interés, debido a la ventaja del bajo peso combinado con alta resistencia y buenas características de desgaste y fatiga. Afrontar el mecanizado en la reparación de componentes híbridos, supone un gran reto en términos de precisión y calidad, pero también de seguridad. El magnesio tiene tendencia a inflamarse, tendencia que aumenta cuando se mecaniza en presencia de otros materiales como, por ejemplo, los aceros, que producen chispas a velocidades de corte a partir de 200 ó 300 m/min. Esto, puede provocar la combustión de las virutas o del polvo de magnesio generado durante el proceso. En caso de incendiarse la viruta y arder, el magnesio descompone el agua presente en los refrigerantes acuosos, formando atmosferas de hidrógeno que son altamente explosivas. Se hace necesario diseñar, fabricar y ensayar probetas de componentes híbridos con aleaciones de magnesio, que permitan analizar el comportamiento de los mismos al ser sometidos a diferentes procesos de mecanizado, condiciones de corte y tipos de herramienta, para poder, de este modo, optimizar o al menos mejorar el mecanizado de este tipo de componentes. En la presente Tesis Doctoral se muestra las consideraciones tenidas en cuenta en el diseño de distintos tipos de probetas de componentes híbridos con aleación de magnesio, así como la fabricación de las mismas. Adicionalmente se detalla la realización de distintos procesos de mecanizado (torneado, fresado y taladrado) llevados a cabo en las probetas fabricadas. Así mismo, se muestra la aplicación de métodos estadísticos a los resultados de la rugosidad superficial obtenida tras el mecanizado, ya que tales métodos aportan confiabilidad y objetividad en el análisis de datos y toma de decisiones.