La integridad de la superficie es el estado de la superficie de una pieza de trabajo después de haber sido modificada por un proceso de fabricación . El término fue acuñado por Michael Field [1] y John F. Kahles [2] en 1964. [3]
La integridad de la superficie de una pieza o elemento cambia las propiedades del material. Las consecuencias de los cambios en la integridad de la superficie son un problema de diseño de ingeniería mecánica , pero la preservación de esas propiedades es una consideración de fabricación. [4]
La integridad de la superficie puede tener un gran impacto en la función de las piezas; por ejemplo, Inconel 718 puede tener un límite de fatiga tan alto como 540 MPa (78,000 psi) después de un pulido suave o tan bajo como 150 MPa (22,000 psi) después del mecanizado por descarga eléctrica (EDM). [5]
Hay dos aspectos de la integridad de la superficie: características de la topografía y características de la capa superficial . La topografía se compone de asperezas superficiales , ondulaciones , errores de forma y defectos. Las características de la capa superficial que pueden cambiar a través del procesamiento son: deformación plástica , tensiones residuales , grietas, dureza , sobreenvejecimiento, cambios de fase , recristalización , ataque intergranular y fragilización por hidrógeno . Cuando se utiliza un proceso de fabricación tradicional, como el mecanizado , la capa superficial sufre una deformación plástica local. [3][4]
Los procesos que afectan la integridad de la superficie se pueden dividir convenientemente en tres clases: procesos tradicionales , procesos no tradicionales y tratamientos de acabado . Los procesos tradicionales se definen como procesos en los que la herramienta entra en contacto con la superficie de la pieza de trabajo; por ejemplo: rectificado , torneado y mecanizado. Estos procesos solo dañarán la integridad de la superficie si se utilizan parámetros inadecuados, como herramientas desafiladas, velocidades de avance demasiado altas, refrigerante o lubricación inadecuados o dureza incorrecta de la muela abrasiva. Los procesos no tradicionales se definen como procesos en los que la herramienta no entra en contacto con la pieza de trabajo; ejemplos de este tipo de proceso incluyen electroerosión, mecanizado electroquímico ymolienda química . Estos procesos producirán una integridad superficial diferente dependiendo de cómo se controlen los procesos; por ejemplo, pueden dejar una superficie libre de tensiones, una superficie refundida o una rugosidad superficial excesiva. Los tratamientos de acabado se definen como procesos que niegan los acabados superficiales impartidos por procesos tradicionales y no tradicionales o mejoran la integridad de la superficie. Por ejemplo, la tensión residual de compresión se puede mejorar mediante el granallado o el pulido con rodillo o la capa refundida dejada por la electroerosión se puede eliminar mediante un fresado químico. [6]
Los tratamientos de acabado pueden afectar la superficie de la pieza de trabajo de diversas formas. Algunos defectos limpias y / o eliminar, tales como arañazos, poros, rebabas , Flash , o manchas. Otros procesos mejoran o modifican la apariencia de la superficie mejorando la suavidad, textura o color. También pueden mejorar la resistencia a la corrosión , la resistencia al desgaste y / o reducir la fricción . Los recubrimientos son otro tipo de tratamiento de acabado que se puede utilizar para recubrir un material caro o escaso sobre un material base menos caro. [6]