Análisis de falla de los bujes del tornillo de una extrusora utilizada para procesar pintura en polvo

Abstract

RESUMEN: Este artículo tiene como objetivo presentar el análisis de falla de los bujes del tornillo de una extrusora utilizada para la fabricación de pinturas en polvo. Para esto se seleccionaron dos bujes, uno de la zona de transición y otro de la zona de dosificación. Se realizaron análisis de composición química y microestructural, ensayos de dureza y un análisis detallado de las superficies falladas mediante examen visual y microscopía electrónica de barrido. Los resultados mostraron que los bujes fueron fabricados en acero DIN 1.2316 con tratamiento térmico de recocido globular, endurecido superficialmente mediante nitruración, con espesores de recubrimiento entre 45 μm y 65 μm y durezas de recubrimiento superiores a los 1400 HV. El análisis de las superficies falladas indicó que el principal mecanismo de desgaste en los bujes es desgaste por fatiga de contacto, con la presencia de micropicaduras, macropicaduras y resquebrajamiento. Este tipo de desgaste se debe al contacto entre la superficie de los bujes y las partículas de alta dureza y abrasividad de la formulación, sumado a las altas presiones desarrolladas al interior del barril y los esfuerzos cíclicos cortantes que sufren los bujes. La presencia de otro tipo de desgastes como adhesión, corrosión y abrasión fue descartada.

ABSTRACT: This article aims to present the failure analysis of extruder screw bushings used for the manufacture of powder paint. Two bushings, one from the transition zone and one from the metering zone were selected to carry out the study. Chemical composition and microstructural analysis, hardness testing and a detailed analysis of the failed surfaces by visual examination and SEM were performed. The results showed that both bushings were made of steel DIN 1.2316 with a globular annealing heat treatment. Also, a nitride coating 45- 65 μm thick with hardness greater than 1400 HV was identified. The analysis of the failed surfaces indicated that the main wear mechanism was contact fatigue wear, with the presence of micropitting, macropitting and cracking. This type of wear is due to the contact between the bushings surface and the high hardness abrasive particles of the paint formulation, added to the high pressures developed within the barrel and the cutting cyclic stresses that the bushings have to withstand. The presence of other wear mechanism like adhesion, corrosion and abrasion was discarded.