Estudio tribológico de aceros para moldesaplicación al moldeo por inyección de polibutilentereftalato reforzado con fibra de vidrio

Resumen

Los materiales para moldes de inyección de polímeros y materiales compuestos representan un sector económicamente muy relevante debido al gran aumento del número de componentes fabricados a partir de materiales poliméricos obtenidos mediante moldeo por inyección. La selección del material para la fabricación del molde, su composición y tratamientos térmicos, así como las condiciones de mecanizado y endurecimiento, tienen una gran influencia sobre su comportamiento en servicio a lo largo de la vida útil del molde. En la primera parte del presente estudio, a partir de ensayos punzón sobre disco, se ha determinado la relación entre la resistencia al desgaste y la dureza de aceros para moldes obtenidos a partir de bloques de gran espesor, cuya microestructura cambia a lo largo del espesor del bloque, estudiando los principales mecanismos de desgaste que tienen lugar. A continuación, con el fin de determinar el daño superficial que sufren los aceros para moldes en condiciones reales de inyección, se han estudiado distintos tipos de aceros utilizados comercialmente en moldes de inyección de polímeros y materiales compuestos, seleccionando las condiciones de operación para determinar la variación de la rugosidad superficial del acero en función del material inyectado, del número de operaciones sucesivas de inyección y de la orientación del flujo de inyección, mediante técnicas de perfilometría óptica y microscopía electrónica de barrido. Además del daño superficial sufrido por el acero con el número de piezas inyectadas, también se ha determinado la evolución de la rugosidad superficial de los materiales inyectados, polibutilentereftalato (PBT) puro y materiales compuestos derivados de PBT por adición de un 20 o un 50% en peso de fibra de vidrio. En el caso de las piezas inyectadas, se ha caracterizado su microestructura en función del flujo de inyección y de la densidad de fibra, se han determinado sus propiedades térmicas y dinámico-mecánicas, así como la variación de la rugosidad superficial de las piezas inyectadas con el número de operaciones de inyección y con la geometría de las distintas secciones de las piezas. Finalmente, se ha evaluado la resistencia a la abrasión de PBT reforzado con un 50% de fibra, en función del número de piezas inyectadas y de la dirección de rayado con respecto a la orientación del flujo de inyección.