INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

SEPI-ESIQIE-UPIIH

Dr. Alejandro Cruz Ramírez

“La Ingeniería y la Industria”

UPIIH

Programa Creadores Universitarios Foro TV. Televisa.26/mayo/2018

https://noticieros.televisa.com/videos/creadores-universitarios-programa-26-mayo-2018/

Minuto: 41:22 al 45:06

1. DESARROLLO DE ALEACIONES FERROSAS

El árbol de levas es la parte de un motor que convierte el

movimiento alternativo de los pistones en un movimiento

rotatorio

Funcionamiento de las levas

Árbol de levas

https://en.wikipedia.org/wiki/Camshaft

Esfu

erzo

tens

il (M

Pa)

Deformación (%)

Resi

sten

cia

a la

tens

ión

(Mpa

)

Elongación (%)

Horno de inducción sin núcleo

a)

Molde de arena

d)

Representación de proceso sándwich

c)

Olla de reacción

b)

FABRICACION DE HIERRO DUCTIL

Reacciones involucradas durante

el austemperizado

Estado 1γ α AC + γ HC

Estado 2γ HC α + ε

Donde :

γ : Austenita.

α AC : Ferrita acicular.

γ HC : austenita rica en carbono.

ε : carburos.

TRATAMIENTO TERMICO

Imágenes representativas de los HDs en estado de: a) pulido, b) atacada con nital y c) atacada con persulfato de amonio

a b c

a) b )

c) d )

Evolución microestructural de hierro dúctil austemperizado a diferentes tiempos

Prior Designation

TensileStrength

(MPa/ksi)

YieldStrength

(Mpa/ksi)

Elongation(%)

ImpactEnergy(J/lb-ft)

TypicalHardness

(BHN)

750 / 110 500 / 70 11 110 / 80 241 – 302

1 900 / 130 650 / 90 9 100 / 75 269 – 341

2 1050 / 150 750 / 110 7 80 / 60 302 – 375

3 1200 / 175 850 / 125 4 60 / 45 341 – 444

4 1400 / 200 1100 / 155 2 35 / 25 388 – 477

5 1600 / 230 1300 / 185 1 20 / 15 402 - 512

Los seis grados estándar de ADI establecidos por ASTM A897-A897M-06

1. Desarrollo de fundiciones dúctiles aleadas con propiedades mejoradas mediante secuencias de colada y tratamientos térmicos” ProyectoESIQIE-ARBOMEX SA de CV”

2. “Fabricación de hierro dúctil aleado con V, Cr y Mo”. Proyecto Multidisciplinario SIP. Clave: 20160251, 201704953. A. Cruz, ”Influence of nickel addition and casting modulus on the properties of hypo-eutectic ductile cast iron” Journal of Mining and

Metallurgy B 55, 2 (2019). DOI: 10.2298/JMMB181012023C

2. REFINACION DE PLOMO

Horno de soplo

CO (gas)

PbO (sólido)

Suavizado

Refinación de plomo

1. V. H. Gutiérrez, M. Vargas, A. Cruz, J. A. Romero, J. E. Rivera "Simulation of gas –particles injection into molten lead”. Materials Research 17, 4 (2014) 838-850 (ISSN:1516-1439). http://dx.doi.org/10.1590/S1516-14392014005000094

Pb + Sn, As, Sb

Deplatado

1. 1. V. H. Gutiérrez, A. Cruz, M. Vargas, R. G. Sánchez, E. Palacios “Silver removal from molten lead through zinc powder injection”.Transactions of Non-Ferrous Metals Society of China 24, 2 (2014) 544-552. (ISSN: 1003-6326) http://dx.doi.org/10.1016/S1003-6326(14)63094-6

2. A. Cruz, V.H. Gutiérrez “Proceso para remoción de cobre y plata del plomo fundido por inyección de polvos de azufre y zinc” Patente-IMPI:MX/a/2014/009936 (2015)

Pb + Ag

Zn

Reciclado de pastas de plomo

1. A. Sánchez, V. Gutiérrez, A. Cruz, R. Sánchez “Lead production from recycled paste of lead acid batteries with SiC-Na2CO3”. RussianJournal of Non-Ferrous Metals. 57, 4 (2016) 316-324. (ISSN: 1067-8212). doi:10.3103/S1067821216040118.

2. A. Cruz, R.G. Sánchez, V.H. Gutiérrez, A. Sánchez “Proceso para obtención de plomo metálico a partir de las pastas de las baterías deácido plomo recicladas” Patente-IMPI: MX/a/2014/014287 (Nov. 2015)

3. ESPUMAS METALICAS

Espumas Metálicas. Metales celulares, las celdas (poros) pueden sercerradas con membranas separando las celdas contiguas o de celda abierta,donde los huecos están interconectados. Las celdas ocupan entre un 50% yun 90% de la estructura total, por lo que se consiguen densidades muybajas.

ESPONJA ESPUMA

APLICACIONES

Soporte motor BMW Inferno Auto fabricado con espumas metálicas

Cafetería en España Cono espacial

APLICACIONES

1. Fundición de la aleación de aluminio A356

1% en peso de partículas de Alúmina, Barita o Wollastonita

Sistema de agitación

2. Acondicionamiento de viscosidad

3. Adición de agente espumante CaCO3

Agente espumante CaCO3 (1, 2 y 3% en peso)

4. Tiempo de reacción

5. Enfriamiento por aspersión de agua

Molde de acero InoxESPUMA

METALICA DE

ALUMINIO

FABRICACION ESPUMA ALEACION A 356

FABRICACION ESPONJA ALEACION Zn-22Al-2Cu

Preforma de NaCl

metal líquido

Equipo de centrifugado

Eliminación de NaCl

Espuma metálica de poro abierto

Caracterización Espumas

Densidad (Método

Volumetrico)

Tamaño y morfología y de poros (MO)

Pruebas de Compresión (DIN50134)

Análisis Composicional

(MEB)

ESPUMAS A356

1. A. Cruz “Proceso de fabricación de espumas metálicas de aluminio y sus aleaciones mediante la adición de barita y wollastonita comomodificadores de viscosidad y calcita como agente espumante” Patente IMPI: MX/a/2016/008173 (2016)

2. A. Cruz “Thermodynamic analysis of the aluminum alloy foaming process by melt route”. Journal of Manufacturing Processes 32 (2018) 77-84.

3. A. Cruz “Fabrication of aluminum alloy foams by using alternative thickening agents via melt route” Journal of Alloys and Compounds. 698(2017) 1009-1017.

Poros interconectados

borde

borde

Poros interconectados

ESPONJAS Zn-22Al-2Cu

1. A. Cruz “Obtención de espumas metálicas de poro abierto mediante infiltración por centrifugado” Patente-IMPI: MX/a/2016/008175 (2016)2. A. Cruz “Manufacturing of open-cell Zn-22Al-2Cu alloy foams by a centrifugal-replication process”. Metallurgical and Materials Transactions

A 49, 1 (2018) 272-2813. A. Cruz “Fabrication of aluminum alloy foams by using alternative thickening agents via melt route” Journal of Alloys and Compounds. 698

(2017) 1009-1017

4. INCLUSIONES NO METALICAS EN ACERO

a) b) c)

1. R. Arreola, A. Cruz, J. Rivera, A. Romero, R. Sánchez “The effect of non-metallic inclusions on the mechanical properties of 32 CDV 13 steel and their mechanical stress analysis by numerical simulation” Theoretical and Applied Fracture Mechanics 94 (2018) 134-146.https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2018.01.013

2. R. Arreola, A. Cruz, M. Suarez, R. Sánchez “The effect of cold work on structure and properties of 32 CDV 13 steel by radial forging process”. Materials Research 17, 2 (2014) 445-450. (ISSN:1516-1439). http://dx.doi.org/10.1590/S1516-14392014005000041

1. Investigan nuevos materiales para la industria automotriz. Gaceta Politécnica No. 1390 (2018) 11. 29/01/2018.

2. A. Sánchez, A. Cruz “Metales celulares” Aluminia. 30 (2017) pp. 24-26.