The main objective of this thesis is the generation of valuable scientific and technological knowledge for the manufacture of parts with a high manganese austenitic steel to be used by the regional and national mining industry. Likewise, this work focuses on conducting applied research for the development of new processes that add value to the country's metallurgical industry. To carry out this work, two simulation software were used (ProCAST® and JMatPro®), which help to predict the solidification process and the percentage of phases based on thermodynamics. In addition, this work, gives detail of all the stages of the process that were developed to manufacture lip protectors and excavator bucket teeth from the manufacturing of the model to the final finish, understanding the importance of each of the components and techniques used to obtain the parts, including their heat treatment. Field tests were carried out for evaluation of the performance of the manufactured parts, subsequently; a microstructural analysis was performed by using different characterization techniques such as: optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction, as well as hardness and microhardness tests in the different experimental conditions. The results of the present study showed that the design of the manufacturing process used for the elaboration of machinery components for the mining industry, allowed to obtain healthy parts with high dimensional accuracy, this gives rise to a precise assembly between the excavator bucket and the teeth. In the same way, it was observed that the parts were free of superficial and internal defects, due to the optimization of the mold design and the solidification control.
El presente trabajo de tesis tiene como principal objetivo aportar conocimiento científico y tecnológico de gran valor, para la fabricación de piezas con un acero austenítico con alto contenido de manganeso para ser empleados por la industria minera regional y nacional. Así mismo, este trabajo se enfoca en realizar investigación aplicada para el desarrollo de nuevos procesos, que logren agregar valor a la industria metalúrgica del país. Se hace uso de dos softwares de simulación (ProCAST® y JMatPro®) los cuales ayudan a predecir el proceso de solidificación y el porcentaje de fases con base termodinámica. Además, se detallan todas las etapas del proceso desarrollado para la fabricación de protectores de labio y puntas de excavadora desde la fabricación del modelo hasta el acabado final, entendiendo la importancia de cada uno de los componentes y técnicas empleadas para la obtención de las piezas, así como su adecuado tratamiento térmico. Para la evaluación del desempeño de las piezas fabricadas se realizaron pruebas de campo para posteriormente realizar el análisis microestructural mediante diferentes técnicas de caracterización como: microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos-X, así como, ensayos de dureza y microdureza en la matriz en las diferentes condiciones. Los resultados del presente estudio mostraron que el diseño del proceso de fabricación que se empleó para la elaboración de los componentes de maquinaria de la industria minera, permitió obtener piezas sanas con elevada exactitud dimensional, esto da lugar a un ensamble muy justo entre la cuchara de excavadora y las puntas. De igual manera se observó que las piezas quedaron libres de defectos superficiales e internos, gracias a la optimización del diseño del molde y el control de la solidificación.
