Por que buchas e anéis de desgaste de liga de cobalto usinados falham: uma análise completa.

Quando uma bucha ou anel de desgaste de liga de cobalto falha antes do esperado, a primeira suposição costuma ser que a liga utilizada estava incorreta. No entanto, a verdadeira causa pode ter começado muito antes — durante a seleção do material, o planejamento da sobremedida de usinagem, a inspeção da peça bruta ou o controle do processo de fabricação.

A análise de falhas só se torna significativa quando o material, a geometria da peça bruta, o processo de usinagem e as condições reais de serviço são analisados ​​em conjunto.

O que falhou primeiro: a superfície, a perfuração ou a parede?

A localização e a aparência dos danos geralmente fornecem as primeiras pistas sobre o mecanismo da falha.

• Superfície deslizante danificada:Pode indicar tensão de contato excessiva, partículas abrasivas, lubrificação insuficiente ou incompatibilidade de dureza.

• Cano danificado:Pode indicar problemas de alinhamento, folga de usinagem insuficiente, acabamento superficial ruim ou marcas de usinagem que afetam a área de contato.

• Parede fina rachada:Pode indicar que o formato da peça bruta, a espessura da parede ou o projeto do componente não eram adequados para a carga aplicada.

O primeiro ponto de dano visível não deve ser avaliado separadamente de como a peça foi produzida e usinada. A falha pode ter começado antes da peça entrar em serviço.

O formato padrão estava incorreto para a geometria?

A forma inicial do material em estoque influencia diretamente o risco de usinagem e a confiabilidade da peça acabada.

Uma bucha grande usinada a partir de uma barra sólida pode produzir um componente de qualidade, mas pode exigir remoção excessiva de material, maior tempo de usinagem, maior calor de corte e maior desgaste da ferramenta.

Uma bucha em branco pode reduzir o desperdício e melhorar a eficiência da usinagem, mas somente quando as dimensões da bucha, a sobremedida de usinagem e a integridade interna forem devidamente controladas.

Um bloco de fundição pode ser adequado para geometrias complexas ou produção repetida, mas requer um acordo claro sobre:

• Tolerância dimensional

• Requisitos de inspeção

• Critérios de aceitação

• Requisitos internos de qualidade

A seleção de estoque, portanto, não é apenas uma decisão de compra. Faz parte da prevenção de falhas.

A margem de usinagem era muito pequena ou muito grande?

A sobremedida de usinagem tem uma influência significativa no desempenho de buchas e anéis de desgaste de liga de cobalto.

Se a verba for muito pequena:

• Podem permanecer irregularidades na superfície.

• Os defeitos localizados podem estar muito próximos da superfície de trabalho final.

• O processo de usinagem pode não remover completamente as áreas danificadas ou instáveis.

• As dimensões finais podem se tornar difíceis de controlar.

Se a tolerância for muito grande:

• O tempo de usinagem aumenta.

• O consumo de ferramentas de corte aumenta.

• Mais calor é gerado durante a usinagem.

• A variação do processo torna-se mais provável

Para buchas e anéis de desgaste de liga de cobalto, as folgas devem ser planejadas considerando as áreas funcionais. As superfícies internas, os diâmetros externos, as faces de vedação e as superfícies deslizantes não possuem os mesmos requisitos.

Existiam defeitos internos próximos à superfície de trabalho?

Defeitos internos, como porosidade ou contração, não significam automaticamente que um componente irá falhar. A avaliação depende da localização e do tamanho do defeito, do método de inspeção e da tensão de serviço real.

Uma pequena indicação localizada longe de uma superfície funcional pode ser aceitável sob uma norma de inspeção acordada. No entanto, a mesma indicação próxima a uma face de vedação, furo ou área de alto contato pode se tornar um ponto de início de falha.

Por isso, os requisitos de inspeção devem ser definidos antes da produção, incluindo:

• Método de inspeção

• Critérios de aceitação

• Áreas críticas que requerem atenção

• Documentação necessária

Uma especificação prática deve definir requisitos controláveis, em vez de simplesmente exigir risco zero após a usinagem.

A liga foi usinada como o aço comum?

As ligas à base de cobalto exigem considerações de usinagem diferentes em comparação com os aços convencionais.

Condições de usinagem incorretas podem causar:

• Calor de corte excessivo

• Endurecimento por trabalho

• Desgaste acelerado da ferramenta

• Danos superficiais

• Condição ruim da borda

• Desempenho de serviço reduzido

Um componente pode passar na inspeção dimensional, mas ainda assim apresentar uma superfície de trabalho danificada que tem um desempenho ruim sob contato deslizante, meios abrasivos ou condições de alta carga.

Para buchas e anéis de desgaste, a qualidade da usinagem não se resume apenas a atingir as dimensões finais. A integridade da superfície também afeta a vida útil real.

Como conduzir uma análise de falhas útil

Ao investigar uma bucha ou anel de desgaste de liga de cobalto com defeito, colete informações de quatro áreas:

1. Informações sobre os componentes

• desenho da peça finalizada

• Tamanho em branco comprado

• Dimensões finais

• Superfícies críticas

2. Informações sobre o material

• Grau do material

• Designação equivalente

• Certificado de material

• Documentos de inspeção

3. Evidências de Falha

• Fotos de superfícies desgastadas

• Condição do furo

• Área da fratura

• Padrão de desgaste

4. Condições de Operação

• Carregar

• Temperatura

• Condições da mídia

• Lubrificação

• Velocidade

• Horário de funcionamento

Sem essa informação, alterar apenas a liga metálica pode não resolver o problema real.

Reduza a probabilidade de falhas futuras antes de fazer um novo pedido.

Se a mesma bucha ou anel de desgaste de liga de cobalto falhar repetidamente, não faça um novo pedido simplesmente com base na especificação da liga.

Uma abordagem melhor é revisar:

• Se o formulário padrão é adequado

• A margem de usinagem é suficiente?

• Se os requisitos de solidez interna são adequados

• Se as condições de usinagem protegem a integridade da superfície

• Se o material corresponde às condições reais de serviço.

O próximo pedido bem-sucedido geralmente surge da melhoria de todo o processo de fabricação, em vez de apenas da alteração do material.

Precisa de ajuda para analisar um componente de liga de cobalto com defeito?

Se a sua bucha, manga ou anel de desgaste de liga de cobalto falhar, envie para a COCRALLOY:

• Fotos de peças defeituosas

• Desenho de componentes

• Informações sobre o material

• Condições de serviço

• Informações anteriores sobre usinagem

Podemos ajudar a avaliar se o próximo pedido deve alterar o formato do estoque, a tolerância de usinagem, os requisitos de inspeção ou a abordagem de seleção de materiais.