Tesis
Estimación de la cinética de crecimiento de boruros FeB y Fe2B en aceros para herramienta de corte AISI M2
Fecha
2012-06-15Registro en:
Tapia Quintero, Carlos Enrique. (2010). Estimación de la cinética de crecimiento de boruros FeB y Fe2B en aceros para herramienta de corte AISI M2. (Maestro en Ingeniería de Manufactura). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Azcapotzalco, México
Autor
Tapia Quintero, Carlos Enrique
Institución
Resumen
El presente trabajo estudia la formación de capas boruradas en la superficie de
aceros grado herramienta AISI M2, como resultado del tratamiento termoquímico de
borurización en polvo. Este acero es usado principalmente en el proceso de
manufactura en los que el desprendimiento de viruta y remoción excedente de
material, son base de su principal aplicación.
La formación de capas de boruro de hierro (FeB y Fe2B) sobre la superficie del acero
AISI M2, permite estudiar la cinética de crecimiento a partir de la solución de la
ecuación de balance de masa, que contempla la evolución de las interfaces de
crecimiento. El modelo propuesto supone un crecimiento unidireccional,
considerando un tiempo inicial el cual recibe por nombre, tiempo de incubación, todo
con la finalidad de predecir los espesores de capa y por ende, automatizar el
tratamiento de borurización. In the present study, boron diffusion in the surface layers of AISI M2 borided steels
and the growth kinetics of the FeB/Fe2B layers was estimated. The boriding of AISI
M2 steel was performed according to the powder-pack method and was conducted at
1173 – 1323 K and at various exposure times. As a result of the boriding process, the
diffusion-controlled growth of the FeB/Fe2B layers was obtained at the surface of the
high-alloy steel, and the kinetics of the growth process changed parabolically over
time. The boron diffusion coefficients were estimated by solving two simultaneous
equations based on the limits of the boron concentration in each layer, the boride
incubation time, and the parabolic growth constant. With the proposed diffusion
model, an expression, which describes the evolution of the FeB/Fe2B layers, was
obtained. Finally, the effects of the FeB/Fe2B growth, on the weight gain of borided
steels and on the instantaneous velocity of the interfaces were incorporated in the
model.