ES2556541A1 - Método de tratamiento de superficies metálicas, cerámicas o pétreas y superficie obtenible con dicho método - Google Patents

Abstract

Método de tratamiento de superficies metálicas, cerámicas o pétreas y superficie obtenible con dicho método. La presente invención se refiere a un método de tratamiento de superficies metálicas, cerámicas o pétreas que permite obtener una superficie con alto coeficiente de rozamiento, así como la superficie metálica, cerámica o pétrea obtenible con dicho método, donde el método comprende una etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser según un patrón geométrico predefinido formado por líneas.

Description

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ns a 500 ns, de manera que la superficie obtenible comprende unos canales con anchos dentro del rango 0,01 mm a 0,1 mm, profundidad entre 0,001 mm y 0,05 mm y una distancia entre canales de 0,100 mm a 0,500 mm.

Opcionalmente, la etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser según un patrón geométrico predefinido formado por líneas se lleva a cabo en una o dos direcciones sobre la superficie a tratar.

Opcionalmente, la etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser según un patrón geométrico predefinido formado por líneas se aplica mediante el desplazamiento del haz láser, manteniendo fija la superficie a tratar, o desplazando la superficie a tratar, manteniendo fijo el haz láser o desplazando ambos, donde el elemento desplazable lo hace describiendo un movimiento lineal y/o rotatorio.

Opcionalmente, la etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser según un patrón geométrico predefinido formado por líneas comprende una subetapa de redireccionamiento del haz láser sobre la superficie a tratar.

Opcionalmente, la etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser según un patrón geométrico predefinido formado por líneas comprende una subetapa de focalización del haz láser sobre la superficie a tratar.

Opcionalmente, la etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser según un patrón geométrico predefinido formado por líneas se lleva a cabo en presencia de una atmósfera de gas inerte que previene la oxidación del material próximo a la zona de interacción entre el haz láser y la superficie a procesar, evitando la presencia de óxido en la superficie a procesar y por tanto su autolubricación, que influye negativamente en el aumento del coeficiente de fricción.

Opcionalmente, el patrón geométrico predefinido formado por líneas seguido por el haz láser aplicado sobre la superficie a tratar es regular o irregular.

Con el método de la presente invención, la superficie así obtenida puede aplicarse para aquellos acoplamientos de alta fricción demandados en la industria naval o similares y el

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las piezas a procesar.

El método propuesto en la presente invención está caracterizado por una buena controlabilidad de la textura obtenible definida por el ancho y profundidad de los canales así como la densidad superficial de los mismos.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una superficie sobre la que se aplica el método de tratamiento de superficies de la presente invención, donde en la parte inferior se muestra un detalle de los canales conformados en la superficie obtenible al aplicar el método de tratamiento de superficies de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la Figura 1, la presente invención se refiere a un método de tratamiento de superficies metálicas, cerámicas o pétreas que permite obtener una superficie con alto coeficiente de rozamiento, así como la superficie metálica, cerámica o pétrea obtenible con dicho método.

El método de tratamiento de superficies metálicas comprende una etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser (2) según un patrón geométrico predefinido formado por líneas para conformar unos canales (1) en la superficie a tratar, donde la longitud de onda del haz láser (2) se encuentra dentro del rango 532 nm a 10064 nm, la potencia media dentro del rango 3 W a 100 W, y el ancho de pulso dentro del rango de 3 ns a 500 ns, de manera que la superficie obtenible comprende unos canales (1) con anchos (a) dentro del rango 0,01 mm a 0,1 mm, una distancia (b) entre canales (1) de 0,100 mm a 0,500 mm y profundidad (c) entre 0,001 mm y 0,05 mm.

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La etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser (2) comprende una subetapa en la que se ajusta al menos uno de los siguientes parámetros: potencia media del haz de láser (2), tamaño del haz de láser (2) en el foco, ancho de pulso, longitud de onda, tipo de interacción (fusión/vaporización), distancia entre canales (1) del patrón geométrico predefinido y número de barridos por canal. Dichos parámetros son fácilmente controlables y sintonizables en función del tipo de material a tratar siendo sus efectos visibles al determinar los parámetros tribológicos obtenidos, que están asociados al coeficiente de rozamiento.

El método comprende además una etapa de monitorización en tiempo real de la textura de la superficie obtenible en la etapa de aplicación sobre la superficie a tratar de un haz láser

(2) medida en tiempo real donde se vuelve a ajustar al menos uno de los parámetros ajustados en la subetapa de ajuste.

A continuación se muestran ejemplos de aplicación de diferentes tipos de láser, con distintas potencias, frecuencias de operación y velocidad de barrido sobre un mismo material (AISI9840) para diferentes distancias focales, donde los dos primeros ejemplos muestran la utilización de un láser con una longitud de onda dentro del rango 532 nm a 1064 nm y el tercer ejemplo muestra la utilización de un láser de fibra, donde la longitud de onda se encuentra dentro del rango 1055-1070 nm y la potencia del láser esta en torno a 100 W.

EJEMPLO 1

Se utilizó un láser de Nd:YVO4 (532 nm) de 7 W de potencia media, operando a 20 kHz, con valor de M2<1,2 y con velocidad de barrido de 50 mm/s sobre la superficie (material AISI9840) operando con una distancia focal efectiva de 160 mm genera una microtextura que ensayada contra una superficie homóloga sin tratar proporciona un coeficiente de rozamiento de 0,51. El valor del mismo después de realizar 4 ensayos consecutivos es de 0,51.

EJEMPLO 2

Se utilizó un láser de Nd:YVO4 (1064 nm) de 13 W de potencia media, operando a 20 kHz, con valor de M2<1,2 y velocidad de barrido de 50 mm/s sobre la superficie (material

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Claims (1)

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