Search

Aquesta tesi investiga l'impacte del brunyit de boles assistit per vibracions ultrasòniques (VABB) en les propietats superficials de l'acer per a eines de treball en calent VH13IM® (1.2344), en comparació amb els mètodes tradicionals de brunyit de boles. L'objectiu principal va ser millorar la qualitat superficial i determinar les combinacions més efectives d'estratègies de brunyit, desplaçaments laterals i valors de precàrrega. Aquesta recerca va estar impulsada per la hipòtesi que les vibracions ultrasòniques modifiquen significativament el comportament plàstic del material sota estrès mecànic, facilitant una deformació superficial més efectiva i millores en les propietats. L'estudi va utilitzar un disseny factorial complet per avaluar diversos paràmetres de rugositat superficial sota diferents estratègies de brunyit i desplaçaments. Els resultats indiquen que VABB, especialment amb un desplaçament lateral de 0.05 mm i valors de precàrrega més baixos, supera consistentment el brunyit de boles sense vibració (NVABB) en tots els paràmetres mesurats. Es va trobar que el desplaçament de 0.05 mm és el més efectiu per millorar la textura superficial, especialment en estratègies paral·leles i diagonals, proporcionant un control superior sobre la rugositat superficial i contribuint a una major durabilitat i funcionalitat dels components. Les conclusions extretes de l'anàlisi recomanen l'estratègia paral·lela amb un desplaçament de 0.05 mm com a òptima per assolir característiques superficials excel·lents, essencials per a aplicacions que requereixen alta precisió i mínima desviació. Aquestes percepcions ofereixen un mapa estratègic per optimitzar els processos de brunyit de boles en entorns industrials, alineant les opcions metodològiques amb requisits de rendiment específics i normes industrials per millorar significativament la qualitat i la fiabilitat dels components. Aquesta tesi aporta coneixements valuosos sobre la mecànica de l'acoustoplasticitat i les seves aplica, Esta tesis investiga el impacto del bruñido de bolas asistido por vibraciones ultrasónicas (VABB) en las propiedades superficiales del acero de herramientas para trabajo en caliente VH13IM® (1.2344), en comparación con los métodos tradicionales de bruñido de bolas. El objetivo principal fue mejorar la calidad superficial y determinar las combinaciones más efectivas de estrategias de bruñido, desplazamientos laterales y valores de precarga. Esta investigación estuvo impulsada por la hipótesis de que las vibraciones ultrasónicas modifican significativamente el comportamiento plástico del material bajo estrés mecánico, facilitando una deformación superficial más efectiva y mejoras en las propiedades. El estudio utilizó un diseño factorial completo para evaluar varios parámetros de rugosidad superficial bajo diferentes estrategias de bruñido y desplazamientos. Los hallazgos indican que VABB, especialmente con un desplazamiento lateral de 0.05 mm y valores de precarga más bajos, supera consistentemente al bruñido de bolas sin vibración (NVABB) en todos los parámetros medidos. Se encontró que el desplazamiento de 0.05 mm es el más efectivo para mejorar la textura superficial, especialmente en estrategias paralelas y diagonales, proporcionando un control superior sobre la rugosidad superficial y contribuyendo a la mayor durabilidad y funcionalidad de los componentes. Las conclusiones extraídas del análisis recomiendan la estrategia paralela con un desplazamiento de 0.05 mm como óptima para lograr características superficiales excelentes, esenciales para aplicaciones que requieren alta precisión y mínima desviación. Estos conocimientos ofrecen un mapa estratégico para optimizar los procesos de bruñido de bolas en entornos industriales, alineando las elecciones metodológicas con requisitos de rendimiento específicos y normas industriales para mejorar significativamente la calidad y fiabilidad de los componentes. Esta tesis aporta valiosos conocimientos sobre la mecánica de l, This thesis investigates the impact of ultrasonic vibration-assisted ball burnishing (VABB) on the surface properties of VH13IM® (1.2344), a hot work tool steel, compared to traditional ball burnishing methods. The primary objective was to enhance surface quality and determine the most effective combinations of burnishing strategies, lateral offsets, and preload values. This research was driven by the hypothesis that ultrasonic vibrations significantly modify the material's plastic behavior under mechanical stress, facilitating more effective surface deformation and property enhancements. The study utilized a full factorial design to assess various surface roughness parameters under different burnishing strategies and offsets. The findings indicate that VABB, particularly with a 0.05 mm lateral offset and lower preload values, consistently outperforms non-vibrated ball burnishing (NVABB) across all measured parameters. The 0.05 mm offset was found to be most effective in enhancing surface texture, especially in parallel and diagonal strategies, providing superior control over surface roughness and contributing to increased durability and functionality of the components. The conclusions drawn from the analysis recommend the parallel strategy with a 0.05 mm offset as optimal for achieving excellent surface characteristics, essential for applications requiring high precision and minimal deviation. These insights offer a strategic roadmap for optimizing ball burnishing processes in industrial settings, aligning methodological choices with specific performance requirements and industry standards to significantly improve component quality and reliability. This thesis contributes valuable insights into the mechanics of acoustoplasticity and its practical applications in materials engineering, presenting a compelling case for the broader adoption of VABB technologies in manufacturing.

En aquest treball de final de màster s’analitza la influencia del brunyit sobre diverses propietats mecàniques en dos aliatges utilitzats en la industria aeronàutica, un aliatge amb base de níquel, UDIMET 720 i un acer inoxidable, MLX 19. Per tal d’estudiar la influencia del procés, s’ha brunyit els materials amb diverses condicions, per tal de quantificar l’efecte de diversos paràmetres sobre el resultat final. Sobre les peces ja brunyides s’ha realitzat diversos assajos. La textura després del brunyit ha estat mesurada utilitzant un perfilòmetre òptic i analitzada posteriorment. La duresa superficial dels materials s’ha estudiat en l’escala micromètrica i nanomètrica. S’ha mesurat tensions residuals als dos materials, utilitzant el mètode de difracció per rajos x. Els resultats de les diverses proves han estat analitzats estadísticament per tal de trobar la correlació entre els paràmetres de brunyit utilitzats i la millora de propietats., En este trabajo de fin de máster se analiza la influencia del bruñido sobre diversas propiedades mecánicas en dos aleaciones utilizados en la industria aeronáutica, una aleación con base de níquel, UDIMET 720 y acero inoxidable, MLX 19. Para estudiar la influencia del proceso, se ha bruñido los materiales con varias condiciones, con el fin de cuantificar el efecto de varios parámetros sobre el resultado final. Sobre las piezas ya bruñidas ha realizado diversos ensayos. La textura después del bruñido ha sido medida utilizando un perfilómetro óptico y analizada posteriormente. La dureza superficial de los materiales se ha estudiado en la escala micrométrica y nanométrica. Se ha medido tensiones residuales a los dos materiales, utilizando el método de difracción por rayos x. Los resultados de las diversas pruebas han sido analizados estadísticamente a fin de encontrar la correlación entre los parámetros de bruñido utilizados y la mejora de propiedades., This master's thesis analyzes the influence of burnishing on various mechanical properties in two alloys used in the aeronautical industry, a nickel-based alloy, UDIMET 720 and a stainless steel, MLX 19. In order to study the influence of the process, the materials were burnished under various conditions, to quantify the effect of various parameters on the final result. Several tests have been carried out on the burnished pieces. The texture after burnishing was measured using an optical profilometer and subsequently analyzed. The surface hardness of materials has been studied at the micrometric and nanometric scale. Residual stresses on both materials were measured using the x-ray diffraction method. The results of the various tests have been statistically analyzed in order to find the correlation between the burnishing parameters used and the property improvement.