Pulido metalográfico para superficies de muestra sin deformaciones ni arañazos

El pulido metalográfico, al igual que el lijado metalográfico, es la etapa final del proceso de preparación de muestras metálicas para su posterior análisis. La finalidad es rectificar las deformaciones causadas por los pasos de trabajo anteriores (durante el corte). 
En esta introducción se explican algunas consideraciones generales y se aportan sugerencias para los procesos de preparación de muestras.

El pulido metalográfico consta de varios pasos, en cada paso se utiliza un abrasivo más fino que el anterior. Normalmente, se distingue entre tres operaciones: pulido previo, intermedio y final.

El objetivo final es generar una superficie de muestra sin deformaciones ni arañazos y sumamente reflectante. Para conseguir unos resultados precisos es necesario seleccionar los consumibles adecuados, la pulidora apropiada y la guía de preparación correspondiente con las configuraciones individuales de los instrumentos (optimizadas para el material acorde).

QATM es un fabricante y proveedor líder de consumibles de alta calidad, así como de una gama de innovadoras pulidoras metalográficas, desde modelos manuales a modelos totalmente automatizados. Los expertos en aplicaciones de QATM acumulan décadas de experiencia con miles de muestras materialográficas procesadas, además de diversos materiales procedentes de infinidad de sectores industriales, y estarán encantados de ayudarle con la aplicación que necesite.

Pulido metalográfico con diamante

En metalografía, los agentes de pulido de diamante se diferencian según su forma. Hay diamantes policristalinos y monocristalinos.

Los agentes que contienen diamantes policristalinos presentan claras ventajas frente a los agentes que contienen monocristalinos. El diamante policristalino tiene una forma de grano uniforme y muchos cantos afilados.

La velocidad de remoción de los agentes de diamante depende de la cantidad y del tamaño de los cantos de corte de diamante que trabajen de manera simultánea.

Para elegir correctamente el abrasivo de diamante (es decir, monocristalino o policristalino), es importante determinar previamente los requisitos. En general, se puede conseguir un buen resultado con agentes monocristalinos más económicos, aunque el camino para llegar al mismo resultado requiere más esfuerzo.

Los agentes de diamante también se diferencian según el tipo de su material portador. En función de las circunstancias se elige uno de los tres materiales portadores más habituales.

Pasta de diamante: concentración alta en el paño, siempre es necesario un lubricante adicional.

Suspensión de diamante: garantizar una distribución correcta y uniforme en el paño, prestar atención a la separación en caso de un período estático prolongado.

Aerosol de diamante: garantizar una distribución correcta y uniforme en el paño, siempre es necesario un lubricante adicional, mayor consumo debido a la dosificación.

Pulido metalográfico con óxido

En metalografía, los agentes de óxido se utilizan principalmente en el paso final del proceso.

Se distingue entre suspensiones de dióxido de silicio y de óxido de aluminio. Ambas están disponibles como suspensiones acuosas o alcohólicas "listas para su uso". Los tamaños de grano oscilan entre los 0,1 y 0,06 µm.

No hay una regla absoluta para aplicar las suspensiones. Las suspensiones a base de alcohol deben utilizarse para muestras propensas a la corrosión.

Dióxido de silicio: todos los aceros austeníticos, aleaciones de aluminio, aleaciones de titanio, aleaciones de metales preciosos.

Óxido de aluminio: latón, aceros de baja aleación a aceros no aleados, calidades de fundición gris.

Con los agentes de óxido se consigue una remoción mecánica o químico-mecánica, que elimina las capas de deformación y suciedad que aún pueden estar presentes a raíz del pulido metalográfico anterior; la calidad de este proceso varía de buena a muy buena.

El ataque «doble» también da como resultado tiempos de pulido más cortos. Los costes del material significativamente más bajos son otra ventaja frente a los agentes de diamante.

Paños y discos para pulido metalográfico

Los paños para pulido metalográfico están disponibles en diferentes estructuras de superficie o materiales (p. ej., seda, seda artificial, tejidos de lana, plásticos flocados y espumados). También hay discos creados especialmente con diamantes integrados.

El pulido previo metalográfico suele realizarse en paños menos elásticos (duros) con lubricante (una elasticidad de bajo impacto es importante para mantener la parte afilada de los cantos). Si los cantos se redondean por usar paños demasiado blandos, esto tiene un efecto negativo en la evaluación de las capas finas.

Durante el pulido final, opte por paños más elásticos de pelo largo y por lubricantes de viscosidad más alta.

La elasticidad de los paños para el pulido intermedio se encuentra entre los dos extremos que se acaban de indicar.

Consejos y trucos para el lijado y pulido metalográfico

El lijado y pulido es una técnica estándar en metalografía. Hay conocimientos especializados sobre el procesamiento en casi todos los materiales. Sin embargo, se deben tener en cuenta una serie de posibles fuentes de error al buscar el procedimiento adecuado. El procedimiento requiere mucho tiempo debido a los flujos de trabajo en varias etapas, especialmente en el procesamiento manual. Por otro lado, si se desea un mayor grado de automatización, son necesarias mayores inversiones.

En cada caso individual se deben evaluar los siguientes riesgos:

• El uso de materiales abrasivos en el pulido metalográfico puede provocar arañazos en la superficie de las muestras, especialmente si el material contiene fases con diferentes valores de dureza. Esto nunca se puede descartar en el caso de materiales compuestos.
• Los cantos y límites de grano se pueden redondear.
• Los refrigerantes y lubricantes no deben reaccionar con el material, ya que los materiales orgánicos, como el papel o las fibras, se hincharían. Si la refrigeración no es suficiente, los materiales de la muestra sufren una degradación térmica o cambios microestructurales.

El mercado de los equipos de lijado y pulido es muy diverso y ofrece soluciones adecuadas para una gran variedad de aplicaciones. Dependiendo de la aplicación y la capacidad, se dispone de sistemas semimanuales sencillos hasta sistemas completamente automatizados. La amplia gama de aplicaciones también habla por sí sola. Con consumibles minuciosamente  seleccionados y los parámetros de preparación adecuados se pueden obtener excelentes resultados en casi todos los materiales. El lijado y pulido mecánico a menudo es la única técnica de preparación adecuada para la cerámica, los materiales compuestos y los plásticos reforzados o con relleno.

Para guiar un poco al usuario, a continuación indicamos algunos trucos y consejos.

2. Colas de cometa

En metalografía suele haber unos defectos que se conocen como colas de cometa. Aparecen con inclusiones no metálicas, poros y fases duras en una matriz básica blanda si la sección solo se mantiene en una dirección en la preparación manual. Este artefacto es típico de las muestras de material de gran tamaño. Para una preparación óptima de la muestra metalográfica, esta debe moverse de manera que se evite crear una dirección de preferencia.

4. Sedimentación de agentes metalográficos de lijado y pulido

Los abrasivos y otros agentes de pulido para metalografía, como las partículas de carburo de silicio en papel de lija, los diamantes de los agentes de pulido de diamante o los óxidos de los agentes oxídicos del pulido final, pueden prensarse en la superficie durante la preparación.
Esta sedimentación se produce en las siguientes situaciones:

• En el caso del pulido metalográfico en seco de materiales compuestos formados por materiales muy duros y muy blandos.
• En el caso de una presión excesivamente alta al preparar materiales extremadamente blandos o compuestos con componentes de fases blandas y duras.
• En el caso de una concentración excesivamente alta de abrasivo en combinación con una presión demasiado alta.
• Selección incorrecta del tamaño de grano del agente.
• Cuando la película lubricante se rompe durante el pulido. Si se agrega muy poco lubricante, las muestras pueden calentarse en exceso.
• Cuando se usa un lubricante de muy baja viscosidad.
• Si se ha elegido un paño inadecuado (demasiado duro o demasiado blando), hay que prestar atención a la elasticidad del impacto.
• En caso de que la muestra se desplace en un movimiento demasiado unilateral.