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La importancia de la verificación de materiales en la fabricación de metales

By 07.30.2021

La verificación de aleaciones metálicas para el aseguramiento y el control de calidad (QA/QC por sus siglas en inglés) nunca ha sido más importante para la confiabilidad y seguridad del producto. Desde la producción de metales hasta el ensamblaje del producto final, la posibilidad de que se produzcan mezclas de materiales es real, y las mezclas de materiales pueden provocar fallas en los productos; con todos los tipos de operaciones de manufactura y fabricación de metales que enfrentan regulaciones de seguridad cada vez más estrictas, las mejores prácticas de hoy incluyen la verificación del 100% de los materiales críticos.

Parte de ese proceso de control de calidad debe ser el análisis de materiales a lo largo de todo el proceso de fabricación, desde las materias primas hasta el envío final, utilizando las últimas tecnologías XRF y LIBS.

La fluorescencia de rayos X (XRF) es una técnica analítica no destructiva que se utiliza para determinar la composición elemental de los materiales. Los analizadores XRF portátiles determinan la química de una muestra midiendo los rayos X fluorescentes (o secundarios) emitidos por una muestra cuando es excitada por una fuente de rayos X primaria.

LIBS es una técnica analítica que utiliza un láser para determinar la composición química de los materiales. Los analizadores portátiles  LIBS funcionan mediante el uso de un láser de alto enfoque para realizar la ablación de la superficie de una muestra. Se forma un plasma que consta de átomos e iones excitados electrónicamente. A medida que estos átomos regresan a su estado fundamental, emiten longitudes de onda de luz características, o “huellas digitales únicas”, estas “huellas digitales” son distintas para cada elemento.

Estos analizadores son herramientas importantes para realizar la identificación y confirmación de materiales. Aquí una muestra de industrias en las que se utilizan las últimas tecnologías XRF y LIBS.

Aeroespacial

Si las piezas aeroespaciales no se fabrican con la aleación precisa que específica la aplicación, es posible que las piezas no puedan soportar el peso y las tensiones para las que están diseñadas. Se necesitan analizadores portátiles XRF y LIBS para:

  • Verificar aleaciones de níquel, titanio, aluminio y superaleaciones de alta temperatura
  • Analizar elementos ligeros en aleaciones de aluminio y titanio
  • Detectar el estaño de alta pureza y evitar los bigotes de estaño antes de que comiencen
  • Medir el espesor de los recubrimientos de cadmio y zinc-níquel.

Automotríz

Se están desarrollando nuevos grados de acero liviano y aleaciones de aluminio para hacer que los automóviles sean más eficientes en el consumo de combustible. Cada grado o aleación se compone de porcentajes designados de diferentes elementos, que se someten a procesos de refinación para crear las propiedades adecuadas para componentes automotrices específicos. Hasta las más pequeñas variaciones en la receta pueden hacer que las piezas salgan defectuosas. Los analizadores elementales son esenciales para:

  • Cumplir con los requisitos específicos de PMI para la fabricación de automóviles.
  • Realizar análisis elemental de aleaciones especiales.
  • Probar el material terminado para asegurar que cumpla con las especificaciones de ingeniería precisas

Fundiciones

Los analizadores portátiles XRF son la herramienta ideal para cribar grandes variedades de chatarra de metal entrante, así como para proporcionar una química rápida, no destructiva, una verificación del grado de piezas fundidas en frío y productos finales. El XRF puede analizar materiales como acero inoxidable, aluminio, aleaciones de cobre, superaleaciones, titanio y más para su clasificación. Los analizadores LIBS portátiles se utilizan cuando se requiere una clasificación más específica de aceros inoxidables y de baja aleación debido al contenido de carbono. Ambos tipos de tecnologías son capaces de realizar estas tareas clave:

  • Analizar el material de carga de fusión en el lugar
  • Lograr exactitud y precisión de calidad de laboratorio con análisis no destructivos
  • Verificar los productos terminados antes del envío

Fabricación de acero

Los fabricantes de acero necesitan realizar análisis rápidos y precisos de trazas y elementos de aleación durante toda la producción. Los analizadores portátiles ofrecen análisis de metales precisos para:

  • Clasificación precisa de chatarra que se convierte en la materia prima para la producción de acero
  • Análisis de producto saliente para verificación de material

Puede encontrar algunos recursos útiles relacionados con la fabricación de acero en este artículo publicado anteriormente.

El uso de las últimas tecnologías de verificación de materiales puede brindarle tranquilidad porque está implementando un programa de “confiar, pero verificar” y tomar el control de su programa de control de calidad. Conocer la química precisa del material ayuda a que los fabricantes de metales eviten con seguridad que el material incorrecto ingrese al flujo de valor, al tiempo que protege la reputación de su negocio.

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