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Septiembre de 2007 Página 1 de 2

Medición en escalas de dureza Rockwell

Antonio Sergio Conejero y Dr. Takashi Mizutani

En este trabajo se aborda la escala de dureza Rockwell, enfocando la importancia de la metrología en la confiabilidad de los resultados.

En un contexto de Calidad Total debemos considerar que la materia prima es un requisito básico para la manufactura de componentes mecánicos de alta calidad o cualquier otro producto que dependa de la calidad de la materia prima para su obtención. Dentro del universo de la manufactura mecánica, después del proceso siderúrgico de obtención de las materias primas, la verificación de su calidad en propiedades mecánicas es obtenida por la medición de su dureza y los parámetros de medición más usuales son Rockwell, Vickers y Brinell. En este trabajo pretendemos abordar la escala de dureza Rockwell, enfocando la importancia de la metrología en la confiabilidad de los resultados de esa medición de dureza y su rastreabilidad.

Escalas de medición de dureza Rockwell
El método fue ideado en 1919 por Stanley P. Rockwell como una herramienta para obtener de forma rápida y más precisa valores para el control de dureza en la planta de rodamientos donde trabajaba.Dando seguimiento a su invención, Charles H. Wilson complementó los métodos de prueba, haciendo lo que es hoy el método más ampliamente utilizado para análisis de aprobación y control de procesos de metales y componentes metálicos.

El método creado por Rockwell, inicialmente como una herramienta casera para medir valores de dureza, adquirió cada vez mayor popularidad a través del tiempo y terminó volviéndose una fortaleza dentro del campo de la metrología.

La medición de dureza ofrece informaciones importantes sobre materiales metálicos tales como tensión de drenaje, ductilidad y resistencia al desgaste, y muchas otras propiedades asociadas al desarrollo de materiales y equivalentes propios a aplicaciones exigidas en proyectos.

La escala de dureza Rockwell consiste en aplicar una carga sobre el objeto en medición intermediado por un penetrador (puede ser un penetrador esferocónico de diamante o una esfera de acero o metal duro),y se mide cuanto ese penetrador se profundiza en el objeto a medir.Para escalas normales, cada unidad de dureza Rockwell equivale a 0,002 mm de profundidad, y para escalas de dureza Rockwell Superficial cada unidad de dureza equivale a 0,001 mm de profundidad. La tabla 1 presenta las diferentes escalas de Dureza Rockwell.

Influencia de una medición de dureza rastreabilidad, error e incertidumbre

Muchas son las influencias en el proceso de medición de dureza, la forma geométrica del penetrador, las cargas preliminares y suplementarias de ensayo, la medición de la profundidad de penetración, además de otros parámetros no demostrados en el método, pero que son inherentes al propio método. Ellos son: la velocidad de aplicación de las fuerzas de ensayo, el tiempo de permanencia de esas fuerzas, fuera de otras prácticas normalmente recomendadas por las normas.

Todos esos parámetros se convierten en fuentes de errores con consecuente influencia en el resultado de la medición de dureza.

Según la norma ISO 6508-1:2005, y con los grandes esfuerzos del Comité ISO TC 164, los principales aspectos a considerar en el cálculo de Incertidumbre en una medición de dureza Rockwell, son:

  • Repetibilidad en el desempeño de la máquina de ensayo de dureza (ms)

  • Reproducibilidad, incluida la deriva del equipo determinado y de la máquina de ensayo de dureza (b)

  • Resolución del medidor de la profundidad de la máquina de ensayo de dureza (b)

  • Incertidumbre del valor medio certificado de los patrones de dureza de referencia utilizados en la calibración de la máquina de ensayo de dureza (CRM)

  • La no uniformidad en valores de dureza en la superficie del bloque patrón de dureza, o del propio objeto en medición (CRM)

  • Variación de la máquina de ensayo de dureza en referencia con el patrón de dureza al cual la rastreabilidad es pretendida (H)

  • Determinación de las variaciones de medición de la máquina de ensayo de dureza (repetibilidad durante un mismo ensayo) ( )

  • Correcciones para las variaciones de medición.

  • La remanencia de variaciones en la máquina de ensayo de dureza después que las correcciones de las variaciones hayan sido efectuadas.
Los valores asociados a las fuentes de incertidumbre pueden variar para cada tipo de equipo y deben ser determinadas empíricamente o por informaciones del fabricante u otra fuente de investigación que lo tenga previamente determinado.

Rastreabilidad
La trazabilidad es un factor importantísimo en la cadena metrológica de una medición, tal vez la más importante para determinar la universalidad de un valor obtenido por una medición.Es lo que nos permite expresar un resultado con una confiabilidad de reconocimiento, luego su obligatoriedad para un laboratorio de calibración, sin la cual una acreditación es invalidada.

Acerca del autor

Antonio Sergio Conejero y Dr. Takashi Mizutani

El ingeniero Antonio Sergio Conejero y el doctor Takashi Mizutani son investigadores de Mitutoyo Sul Americana Ltda., con sede en el estado de São Paulo, Brasil
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