Los componentes metálicos que componen las máquinas industriales están sujetos a un gran desgaste. Pero una tecnología recientemente patentada por el distinguido miembro Ali Erdemir y su equipo en el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de los EE. UU. Podría extender enormemente la vida útil de las piezas mecánicas.
Para proteger la maquinaria y aumentar la longevidad, se han desarrollado varios métodos de endurecimiento de la superficie, incluido el empacado en paquete, que establece una capa de boruro en piezas de metal a través de la difusión de boro.
El trabajo de Erdemir es una desviación de esta técnica convencional de trenzado, que consume mucho tiempo y consume mucha energía. En cambio, su equipo ideó un proceso para el trenzado ultrarrápido, un proceso que ahorra tiempo, dinero y energía, yincluso alivia las preocupaciones ambientales.
En tres años, Erdemir y su equipo tomaron un concepto abstracto y lo convirtieron en un horno a escala industrial que puede depositar una capa de boruro de 100 micrómetros de espesor en media hora.
Para lograr este mismo grosor, el transporte de paquetes necesitaría aproximadamente 10 horas.
Ahora, solo unos años después de completar el proceso, el grupo de Erdemir ha recibido una patente de utilidad que cubre la naturaleza ultrarrápida de la tecnología, la gama de materiales que pueden tratarse y varios pasos específicos en el proceso de ultrarrápidoboriding.
Erdemir describió la nueva tecnología como "limpia y ecológica, rentable y eficiente energéticamente"
En los casos en que el transporte de paquetes implica hornear piezas en una mezcla compleja de polvos, a 1.800 ° F, a menudo durante 10 horas o más, el método ultrarrápido utiliza un diseño similar a una batería para canalizar el boro reactivo en superficies metálicas.una batería, el horno se basa en la atracción entre cargas positivas y negativas para que el boro fluya rápidamente hacia su destino.
Debido a que el boro se suministra tan rápidamente, las capas producidas por el bordeo ultrarrápido son más uniformes y densas que los resultados del boro convencional.
No solo el boro ultrarrápido es más rápido, sino que crea capas más duras que cualquier opción existente para el endurecimiento de la superficie, incluido el uso de carbono o nitrógeno en lugar de boro.
Es poco probable que una capa protectora más gruesa se agriete o se suelte, por lo que aumenta la vida útil de las piezas de metal, haciéndolas más confiables a largo plazo. Las máquinas que duran más y requieren menos mantenimiento para sus piezas podrían ser mucho más rentables..
Según Erdemir, el proceso de calentamiento solo hace que el transporte de paquetes sea extremadamente intensivo en energía. El transporte ultrarrápido puede hacer un mejor trabajo mientras se utiliza entre un 80 y un 90 por ciento menos de energía.
Y si bien el boro tradicional a base de mezcla de polvo libera dióxido de carbono y otras emisiones peligrosas, la alternativa ultrarrápida no libera casi nada, dijo.
Pocas personas mirarían un automóvil, un avión o una herramienta agrícola y apreciarían las capas duraderas que protegen sus partes. Pero depositar esta cubierta es un paso de fabricación esencial que permite que las máquinas funcionen con el uso repetido.
"Las condiciones de aplicación para todo tipo de maquinaria se están volviendo más severas", dijo Erdemir. "El enfoque convencional para el endurecimiento de la superficie no es suficiente para sostener estas máquinas".
Esto incluye automóviles, con partes que soportan la carga de cargas pesadas, erosión y corrosión. En la industria aeroespacial, muchos componentes están hechos de titanio, que sería más resistente si se tratara con un revestimiento ultrarrápido.
Erdemir dijo que las herramientas utilizadas en la minería, la agricultura e incluso la exploración de petróleo y gas son muy vulnerables al desgaste. Su nueva tecnología podría ayudar a preservar todo este equipo.
"Se siente genial obtener esta patente", dijo Erdemir, "porque es muy emocionante ver que algo comienza en el nivel de demostración y alcanza el nivel de producción completo. Tenemos verdaderos frutos que mostrar para nuestro trabajo, y estamos orgullosos deesta tecnología de rápido crecimiento que, con suerte, estará lista y lista para la práctica comercial a fines de este año, si no para este otoño ".
Los científicos están colaborando con un socio de la industria privada para poner el horno a gran escala en operación comercial.
Erdemir planea continuar explorando formas de mejorar el endurecimiento de la superficie. Por ahora, dijo que está encantado de que la técnica de borlado ultrarrápido esté cerca de sus primeras aplicaciones en el mundo real.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Argonne . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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