El granallado aumenta la durabilidad del metal en un avance en el tratamiento de superficies

En las aplicaciones industriales modernas, la importancia de la tecnología de ingeniería de superficies ha cobrado cada vez más protagonismo. El rendimiento, la vida útil y la apariencia de los productos dependen en gran medida de las características de su superficie. Han surgido varios métodos de tratamiento de superficies para mejorar las propiedades de los materiales, como la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión, la resistencia a la fatiga y la adhesión. El granallado, como tecnología de ingeniería de superficies madura y eficiente, ha encontrado amplias aplicaciones en múltiples industrias.

El granallado, también conocido como granallado, es un proceso de trabajo en frío que bombardea la superficie de una pieza de trabajo con partículas abrasivas de alta velocidad (medios) para inducir la deformación plástica, alterando así las propiedades físicas y mecánicas de la superficie. A diferencia del arenado, que se centra principalmente en la limpieza y eliminación de contaminantes de la superficie, el granallado tiene como objetivo fortalecer las superficies, mejorando la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión bajo tensión.

El principio fundamental implica que las partículas de los medios de comunicación de alta velocidad impacten en la superficie para crear una deformación plástica. Cada impacto forma una indentación microscópica, generando tensión de compresión alrededor de la indentación y tensión de tracción en su base. Cuando la fuerza del impacto es suficiente, el material de la superficie sufre una deformación plástica, formando una capa de tensión de compresión residual.

Esta capa de tensión de compresión residual es crucial para mejorar el rendimiento de los componentes. Contrarresta las tensiones de tracción durante el servicio, retrasando el inicio y la propagación de las grietas, mejorando así la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión bajo tensión. Además, el granallado mejora la dureza superficial, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión.

La eficacia del granallado depende de múltiples parámetros:

• Tipo y tamaño de los medios: El material, la dureza, la forma y el tamaño afectan a la energía del impacto y a la deformación. Los medios comunes incluyen granalla de acero, perlas de cerámica, perlas de vidrio y granalla de fundición.
• Velocidad: Determina la energía cinética, influyendo en la fuerza del impacto y la deformación plástica.
• Ángulo de impacto: Afecta a la dirección y distribución de la fuerza, normalmente cerca de la perpendicular.
• Duración/cobertura: Determina la frecuencia del impacto y el porcentaje de cobertura del área.
• Intensidad: Medida con tiras Almen para cuantificar la deformación plástica.

Esta avanzada técnica de ingeniería de superficies ofrece importantes beneficios:

• Mejora la resistencia a la fatiga al inhibir el inicio/propagación de grietas
• Mejora la resistencia a la corrosión bajo tensión
• Aumenta la dureza superficial y la resistencia al desgaste
• Modifica la rugosidad superficial para una mejor adhesión del revestimiento
• Mitiga las tensiones de tracción residuales de la soldadura/tratamiento térmico
• Aplicable a metales y no metales (acero, aluminio, titanio, cerámica, plásticos)
• Parámetros ajustables para requisitos específicos del material
• Compatible con la automatización para obtener resultados consistentes
• Proceso en seco respetuoso con el medio ambiente

El granallado sirve a diversas industrias que requieren propiedades superficiales mejoradas:

• Aeroespacial: Componentes críticos como álabes de turbinas, trenes de aterrizaje y estructuras de fuselaje
• Automotriz: Componentes del motor (bielas, cigüeñales), muelles de suspensión
• Fabricación: Engranajes, ejes, muelles, matrices
• Marina: Estructuras de casco, hélices, sistemas de ejes
• Médica: Implantes (reemplazos de articulaciones, dispositivos dentales)

El granallado estándar implica:

1. Preparación de la superficie (limpieza)
2. Selección del equipo/medios
3. Optimización de parámetros
4. Ejecución del tratamiento
5. Inspección de calidad (rugosidad, dureza, tensión residual)
6. Post-procesamiento (limpieza, recubrimiento)

Los tipos de equipos incluyen:

• Máquinas de granallado por rueda (producción de gran volumen)
• Sistemas de granallado por aire (flexibles para lotes pequeños)
• Unidades de granallado en húmedo (reducción del polvo, acabado mejorado)
• Máquinas controladas por CNC (automatización de precisión)

Las opciones de medios van desde granalla de acero (uso general) hasta perlas de cerámica (aplicaciones especializadas) y medios orgánicos (aplicaciones sensibles al medio ambiente).

El control de calidad eficaz supervisa el estado de los medios, los parámetros del equipo y los resultados de la superficie. Los desarrollos emergentes incluyen:

• Automatización inteligente con controles informatizados
• Modelado de procesos digitales
• Medios/equipos ecológicos
• Procesos híbridos que combinan múltiples técnicas
• Aplicaciones a microescala para componentes de precisión

La selección de soluciones de granallado adecuadas requiere la evaluación de:

• Compatibilidad de materiales
• Requisitos de rendimiento
• Volumen de producción
• Rentabilidad
• Cumplimiento medioambiental