La selección de equipos de ensayo mecánico para zapatas de freno de hierro fundido deberá cumplir con la norma: ICS 45.060.20. Esta norma especifica que el ensayo de propiedades mecánicas se divide en dos partes:
1. Ensayo de tracción
Se llevará a cabo de acuerdo con lo dispuesto en la norma ISO 6892-1:2019. Las dimensiones y la calidad del procesamiento de las probetas de tracción deberán cumplir los requisitos de la norma ISO 185:2005.
2. Método de ensayo de dureza
Se implementará de acuerdo con la norma ISO 6506-1:2014. Las muestras de dureza se cortarán de la mitad inferior de la barra de ensayo fundida por separado; si no hay barra de ensayo, se tomará una zapata de freno, se le rebajarán entre 6 mm y 10 mm de un lado y se medirá la dureza en 4 puntos de ensayo, siendo el valor promedio el resultado del ensayo.
Fundamentos del método de ensayo de dureza
La norma ISO 6506-1:2014 “Materiales metálicos – Ensayo de dureza Brinell – Parte 1: Método de ensayo” especifica el principio, los símbolos y las explicaciones, el equipo de ensayo, las muestras, los procedimientos de ensayo, la incertidumbre de los resultados y el informe de ensayo para el ensayo de dureza Brinell de materiales metálicos.
2.1 Selección del equipo de prueba: Durómetro Brinell (recomendado como primera opción)
Ventajas: La zona de indentación es grande, lo que puede reflejar la dureza general del material de hierro fundido (el hierro fundido puede tener una estructura irregular), y los resultados son más representativos.
Es adecuado para hierro fundido de dureza media y baja (HB 80 – 450), lo que cubre completamente el rango de dureza de las zapatas de freno de hierro fundido.
La operación es relativamente sencilla y el requisito para el acabado superficial de la muestra es relativamente bajo (generalmente, un valor de Ra de 1,6 a 6,3 μm es suficiente).
2.2 Principio de la prueba de dureza Brinell
El principio se puede resumir de la siguiente manera: una bola de aleación dura (o de acero templado) de 10 mm de diámetro se presiona contra la superficie de la muestra con una fuerza de ensayo determinada (por ejemplo, 3000 kgf). Tras medir el diámetro de la indentación, se calcula el valor de dureza (HBW) para caracterizar la capacidad del material para resistir la deformación plástica. Su principal ventaja reside en la gran representatividad de los resultados, que reflejan las características de dureza macroscópica del material. Se trata de un método clásico ampliamente utilizado en las pruebas de rendimiento de materiales metálicos.
2.3 Símbolos y explicaciones del valor de dureza Brinell
La definición básica del valor de dureza Brinell (HBW) es: la relación entre la fuerza de ensayo (F) y el área de la superficie de indentación (A), con la unidad de MPa (aunque normalmente no se indica la unidad y solo se utiliza el valor numérico). La fórmula de cálculo es la siguiente: HBW = πD(D−D2−d2)2 × 0,102 × F
Dónde:
F es la fuerza de prueba (unidad: N);
D es el diámetro del indentador (unidad: mm);
d es el diámetro promedio de la indentación (unidad: mm);
El coeficiente “0,102” es un factor de conversión que se utiliza para convertir la unidad de fuerza de prueba de kgf a N (si se calcula directamente en N, la fórmula se puede simplificar).
Como se puede observar en la fórmula, bajo la misma fuerza de prueba y diámetro del indentador, cuanto menor sea el diámetro de la indentación, mayor será la capacidad del material para resistir la deformación plástica y mayor será el valor de dureza Brinell; por el contrario, menor será el valor de dureza.
Según las características del material de las zapatas de freno de hierro fundido (hierro fundido gris), los parámetros de la prueba de dureza Brinell suelen ser los siguientes:
Fuerza de prueba (F): Generalmente se utilizan 3000 kgf (29,42 kN) y el símbolo de dureza correspondiente es “HBW 10/3000”.
Nota: Si la muestra es delgada o el material es blando, la fuerza de ensayo se puede ajustar (por ejemplo, a 1500 kgf o 500 kgf) de acuerdo con la norma ISO 6506-1:2014, pero esto debe indicarse en el informe de ensayo.
Fecha de publicación: 26 de agosto de 2025
