El shot Peening explicado: endurecimiento de superficies dirigido para mejorar las propiedades de los componente
También conocido como granallado o tratamiento de endurecimiento, el shot peening, aumenta la resistencia de las piezas metálicas.
El proceso de proyección shot peening (también llamado granallado, tratamiento de endurecimiento, compactación o endurecimiento en frío) tiene muchas ventajas: prolonga la vida útil de una pieza y aumenta su capacidad de carga reduciendo el peso. Cierra microgrietas, reduce la tendencia a la corrosión o a la corrosión por fatiga, y mejora la fiabilidad y la resistencia a la fatiga (por ejemplo, en resortes, bielas y cigüeñales).
Esta técnica es adecuada para todas las superficies metálicas y se considera uno de los principales procesos mecánicos de tratamiento superficial en la industria. Es indispensable en sectores que exigen la máxima resistencia a la fatiga y durabilidad de piezas que están continuamente sometidas a estrés.
De manera casi colateral, durante el shot peening, las piezas también se desbarban, se desoxidan y se desoxidan gracias al impacto constante de las esferas (granallado), obteniendo así un acabado superficial completo. Las piezas típicas que se trabajan mediante shot peening o compactación son piezas de masa pequeñas, tales como engranajes, ejes, componentes de transmisión, resortes, ejes, bielas, válvulas, cigüeñales, así como piezas completas de chasis o componentes estructurales grandes.
¿Qué hace especial la tecnología de shot peening de Rösler?
Nuestros procesos de shot peening se distinguen por un control inteligente del proceso, detalles innovadores y componentes especialmente duraderos, entre ellos:
- Control del flujo de abrasivo en instalaciones de aire comprimido mediante sistemas magnéticos o dosificadores Coriolis, según el tipo de abrasivo.
- En granallado por turbina, se usa la válvula Rösler Power Line Valve para monitorización y regulación.
- Recogida, análisis, procesamiento y almacenamiento automáticos de datos del proceso a través del sistema HMI “PC Supervisor”, garantizando máxima constancia y seguridad en instalaciones de aire comprimido.
- Circuito de abrasivo con sistemas avanzados de clasificación, como separación por flujo optimizado o unidades de cribado integradas para clasificar el tamaño de grano.
- Monitorización de los sistemas de transporte de piezas.
- Turbinas de alto rendimiento RUTTEN Gamma con palas reversibles en ambos lados para una vida útil hasta 16 veces mayor, garantizando un proceso constante con pocas adaptaciones.
Lo que debe saber sobre el shot peening: preguntas frecuentes
Funcionamiento del shot peening: así se forma la superficie compactada
La resistencia se forja bajo presión: en el proceso de shot peening o granallado de endurecimiento, se proyectan granallas redondas especialmente seleccionados a alta velocidad, de manera definida y reproducible, sobre superficies metálicas como engranajes, bielas, cigüeñales, etc. El impacto induce tensiones residuales de compresión hasta una cierta profundidad, aumentando significativamente la vida útil de piezas muy solicitadas (dientes, álabes de turbina, bielas, etc.).
Este proceso de proyección es similar al forjado del metal, pero en lugar de un martillo, la superficie es golpeada por un flujo masivo y rápido de esferas. Cada partícula abrasiva provoca una pequeña deformación; la suma de estas microindentaciones crea una superficie compactada con elevadas tensiones residuales de compresión.
¿Qué ventajas ofrece el shot peening?
La superficie o el material es más resistente después del proceso de shot peening, menos sensible a la corrosión por fatiga, tiene una mayor vida útil y una mayor resistencia a la fatiga (por ejemplo, en resortes, bielas, cigüeñales), y posee muchas otras propiedades positivas. El desarrollo del granallado avanzó notablemente en la aviación desde los años 50. Hoy en día, las ventajas del shot peening son imprescindibles en diversas industrias. Se usa para mejorar todos los componentes sometidos a cargas extremas, como álabes de turbina, componentes de motor, bielas, trenes de aterrizaje o piezas estructurales. Estas partes están protegidas contra las fracturas por fatiga, el proceso optimiza el peso y hace que las piezas sean más resistentes al estrés permanente.
Las piezas aeroespaciales están expuestas a enormes presiones y tensiones. Por ello, el shot peening, que aumenta las tensiones residuales de compresión, es un proceso estándar en el sector espacial y se emplea para mejorar la estructura superficial de casi todas las piezas.
¿Qué tipo de abrasivo es especialmente adecuado para el shot peening?
Como sugiere el término granallado con esferas (shot peening), se utiliza granalla esférica. El objetivo es inducir, mediante transferencia de impulso, tensiones residuales de compresión específicas en la zona superficial de la pieza. La alta velocidad y el tamaño de la grano del abrasivo son críticos: un abrasivo demasiado grande puede generar tensiones más profundas pero también deformaciones plásticas no deseadas en la superficie, lo que disminuye las tensiones residuales efectivas.
Otro aspecto crítico es la integridad del abrasivo. Las partículas angulares resultantes de la fractura de los granos pueden rugosificar o dañar la superficie, causando un debilitamiento local. Para evitar esto, es esencial un abrasivo de alta calidad, con distribución granulométrica estrecha, alta dureza y baja tendencia a la fractura.
Los abrasivos de hilo metálico cumplen especialmente estos requisitos: están compuestos por segmentos redondeados que garantizan un tratamiento uniforme y confiable durante el proceso de granallado.
Para seleccionar el abrasivo adecuado, le asesoramos con gusto. En nuestro Customer Experience Center disponemos de numerosas instalaciones de granallado y shot peening para determinar los parámetros del proceso óptimos.
¿Para qué sectores es especialmente importante el shot peening?
Por razones de seguridad, el shot peening es indispensable en la industria aeroespacial, donde álabes de turbina, componentes estructurales, largueros, palas de ventilador e incluso cabinas completas de avión se refuerzan mediante este proceso.
Es igualmente esencial en la movilidad eléctrica: aquí, menor peso significa mejor rendimiento, menor uso de recursos y mayor autonomía. Gracias al shot peening, las piezas formadas y optimizadas en peso instaladas en vehículos modernos son reforzadas y más resistentes.
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