CONOCIMIENTOS
ESMERILADO Y PULIDO
Excelencia en la Preparación de Superficies con las Soluciones de Esmerilado y Pulido Metkon
Metkon ofrece una amplia gama de equipos de esmerilado y pulido diseñados para la preparación de muestras de alta precisión en metalografía y ciencia de materiales. Tanto si tu laboratorio necesita soluciones manuales, semiautomáticas o totalmente automatizadas, nuestros sistemas garantizan una calidad, eficacia y repetibilidad constantes. Junto con una amplia selección de consumibles y accesorios, Metkon ofrece una solución integral para todas tus necesidades de preparación de muestras.
MOLIENDA
La finalidad del paso de esmerilado es eliminar los daños producidos por el corte, planarizar la muestra o muestras y eliminar el material que se aproxima a la zona de interés.
El abrasivo metalográfico más utilizado es el Carburo de Silicio – SiC. Es un abrasivo ideal para el esmerilado por su dureza y sus bordes afilados. Para la preparación metalográfica, los abrasivos de SiC se utilizan en papeles de lija recubiertos que van desde el grano 60, muy grueso, al grano 1200, muy fino. A continuación se indican algunos procedimientos de aplicación.
– Metales blandos no férreos – Se recomienda el lijado inicial con papel abrasivo de SiC de grano 320, seguido de papel de SiC de grano 400, 600, 800 y 1200. Como estos materiales son relativamente blandos, no descomponen fácilmente el papel de SiC. Así pues, el esmerilado inicial con grano 320 suele ser suficiente para minimizar la deformación inicial y, aun así, mantener unos índices de arranque adecuados. Para materiales extremadamente blandos, como el estaño, el plomo y el zinc, también se recomienda recubrir ligeramente el papel de lija con una cera de parafina. La cera reduce la tendencia del abrasivo SiC a incrustarse en la probeta blanda.
– Metales férricos blandos – son relativamente fáciles de rectificar, siendo la profundidad de la deformación una consideración importante. Los abrasivos de SiC de grano 240 proporcionan un buen comienzo inicial, con el uso posterior de SiC de grano 320, 400, 600, 800 y 1200.
– Metales férricos duros: requieren abrasivos más agresivos para conseguir un arranque de material adecuado. Así pues, se recomiendan abrasivos gruesos de SiC (grano 120 o 180) para los requisitos de arranque de material. Una vez obtenida la planitud y el área de interés, se recomienda una serie de granos estándar de 240, 320, 400 y 600.
– Superaleaciones: suelen tener una dureza moderada, pero unas características de temperatura elevada y resistencia a la corrosión extremadamente estables. Los procedimientos para preparar superaleaciones son muy similares a los de la mayoría de los metales no férreos.
– Cerámica: son materiales extremadamente duros, resistentes a la corrosión y quebradizos. Se fracturan produciendo daños superficiales y subsuperficiales. Un rectificado adecuado minimiza ambas formas de daño. Para ello es necesario aplicar un abrasivo semifijo que se sujete rígidamente para el esmerilado, pero que pueda desprenderse bajo grandes esfuerzos, a fin de minimizar los daños subsuperficiales. El tamaño del abrasivo también es importante, porque los abrasivos muy gruesos eliminarán material rápidamente, pero pueden dañar gravemente la probeta. En el caso de la cerámica, la consideración de los daños producidos en cada paso de la preparación es fundamental para minimizar la secuencia global de preparación.
– Los materiales compuestos son quizá las muestras más difíciles de preparar, debido a la amplia gama de propiedades de los materiales utilizados. Por ejemplo, un compuesto de matriz metálica (MMC), como partículas cerámicas de carburo de silicio en una matriz metálica de aluminio, es una probeta difícil de preparar. Este compuesto contiene partículas cerámicas extremadamente duras/frágiles dispersas en una matriz metálica relativamente blanda/dúctil. Como regla general, el esmerilado inicial debe centrarse en la planarización del metal y el esmerilado de la zona de interés. Los pasos secundarios del esmerilado requieren centrarse en las partículas cerámicas y suelen requerir el uso de abrasivos de diamante.




Parámetros de rectificado
Los parámetros de la máquina que afectan a la preparación de las probetas metalográficas son:
– Presión de esmerilado/pulido,
– Distribución de la velocidad relativa,
– Dirección de esmerilado/pulido.
Presión de trituración:
La presión de esmerilado/pulido depende de la fuerza aplicada (Newtons) y del área de la probeta y el material de montaje. La presión se define como la Fuerza/Area (N/m2). Para las muestras mucho más duras que el material de montaje, la presión se define mejor como la fuerza dividida por la superficie de la muestra. Así, para las probetas de mayor dureza, las presiones de esmerilado/pulido más elevadas aumentan la velocidad de arranque de material, pero una presión más alta también aumenta la cantidad de daños superficiales y subsuperficiales. Las presiones de esmerilado/pulido más altas también pueden generar más calor por fricción, lo que puede ser beneficioso para el pulido químico-mecánico (CMP) de cerámicas, minerales y materiales compuestos. Del mismo modo, para las probetas extremadamente friables, como las de fundición nodular, las presiones más altas y las distribuciones de velocidad relativa más bajas pueden ayudar a retener las inclusiones y las fases secundarias.
Velocidad y dirección de rotación:
Velocidad del cabezal (rpm) | Velocidad base (rpm) | Distribución de la velocidad relativa | Característica | Aplicación |
150 | 300 a 600 | Alto | Desbaste agresivo Rectificado diferencial en toda la superficie de la probeta | Útil para arranque grueso en probetas duras |
150 | 150 | Mínimo | La coincidencia de la velocidad del cabezal y la base en la misma dirección elimina las distribuciones de velocidad relativa Arranque de viruta uniforme Poco arranque de viruta Produce daños mínimos | Proporciona una planitud superior sobre la probeta Útil para retener inclusiones y fases frágiles |



PULIDO
El pulido es el paso más importante en la preparación de una probeta para el análisis microestructural. Es el paso necesario para eliminar por completo los daños anteriores.
Lo ideal es minimizar la cantidad de daños producidos durante el corte y el afilado mediante un afilado adecuado de la cuchilla y el abrasivo, de modo que se pueda reducir al mínimo el pulido.
Para eliminar la deformación del esmerilado fino y obtener una superficie altamente reflectante, las muestras deben pulirse antes de examinarlas al microscopio. El pulido es una actividad compleja en la que hay que tener en cuenta factores como la calidad e idoneidad del paño, el abrasivo, la presión de pulido, la velocidad de pulido y la duración. La calidad de la superficie obtenida tras el pulido final depende de todos estos factores y del acabado de la superficie al finalizar cada una de las etapas anteriores.


Paños de pulido
Hay tres tipos de ropa de pulir: tejida, no tejida y flocada.
– Los paños tejidos ofrecen propiedades de pulido de «superficie dura» y garantizan un prepulido plano, sin deterioro de los bordes.
– Las telas no tejidas, se utilizan en materiales muy duros para el acabado superficial de alta precisión, como el vidrio, el cuarzo, el zafiro y los semiconductores.
– Los paños flocados, garantizan un acabado superpulido. La duración del pulido debe ser lo más corta posible, para evitar que se extraigan inclusiones.

Productos de diamante
El diamante, por su excepcional dureza y capacidad de corte, se ha convertido en el abrasivo de primera elección en el pulido metalográfico. Los diamantes para esmerilado y pulido metalográfico están disponibles en dos formas cristalinas diferentes: Policristalino (P) y monocristalino (M). Los diamantes policristalinos proporcionan un gran número de pequeñas aristas cortantes. En el proceso de preparación metalográfica, estos filos dan lugar a una elevada eliminación de material, al tiempo que producen sólo un rayado de poca profundidad.
Los diamantes monocristalinos tienen más forma de bloque y proporcionan pocas aristas de corte. Estos diamantes proporcionan una elevada eliminación de material con un patrón de rayado más variable. Para requisitos elevados, se eligen los diamantes de tipo (P). Los diamantes de tipo (M) son los más adecuados para el pulido polivalente. Los productos de diamante suelen estar disponibles en tres formas: pasta de diamante, suspensión de diamante y spray de diamante.
El diamante policristalino, en comparación con el diamante monocristalino, proporciona mejores acabados superficiales y mayores velocidades de arranque para la preparación de muestras metalográficas. Las características y ventajas del diamante policristalino son las siguientes:
– Velocidades de corte más elevadas
– Acabado superficial muy uniforme
– Distribución granulométrica más uniforme
– Velocidades de arranque más elevadas (abrasivos autoafilables)
– Partículas más duras/resistentes
– Forma de bloque
– Microcristalitos hexagonales (igual de duros en todas las direcciones)
– Superficie extremadamente rugosa (más puntos de corte)
– Superficie un 300% mayor que el diamante monocristalino
– Sin direccionalidad resistente a la abrasión (abrasión independiente de la orientación de las partículas)
Abrasivos de pulido final
Los abrasivos de pulido final se seleccionan en función de la dureza de la probeta y de su reactividad química. El abrasivo de pulido más común es la alúmina. Los abrasivos de alúmina se utilizan principalmente como abrasivos mecánicos por su gran dureza y durabilidad. También existen en las fases gamma (mohs 8), más blanda, o alfa (mohs 9), más dura.



EQUIPOS DE ESMERILADO Y PULIDO
Desde operaciones manuales básicas hasta sistemas avanzados y automatizados, Metkon ofrece una completa gama de soluciones de rectificado y pulido.
ESMERILADO Y PULIDO
CONSUMIBLES
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Discos de amolar (papeles SiC, superficies de amolar diamantadas)
Paños de pulido de distintos materiales
Suspensiones de diamante para un pulido rápido y eficaz
Suspensiones de óxido de aluminio y sílice coloidal

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