UNIVERSIDAD TECNOLOGICA METROPOLITANA

ESCUELA DE MECANICA

TECNOLOGÍA MECÁNICA

MACUL, 23 DE MAYO DE 2002

INDICE

INTRODUCCIÓN.......................................................................................................5

1.- FUNDICIÓN....................................................................................................6

FUNDICIÓN EN ARENA.................................................................................6

FUNDICIÓN EN MOLDE PERMANENTE........................................................9

FUNDICIÓN EN MATRIZ..............................................................................10

FUNDICIÓN POR CENTRIFUGADO.............................................................11

FUNDICIÓN POR REVESTIMIENTO..............................................................11

FUNDICIÓN POR MOLDE DE ESCAYOLA................................................. 12

OTROS..........................................................................................................12

BOCAS Y CANALES DE COLADA .............................................................12

FUNDIDO Y VERTIDO...................................................................................13

LIMPIEZA ACABADO Y TRATAMIENTO TERMICO DE FUNDICIÓN...........13

DISEÑO DE FUNDICIÓN..............................................................................14

2.- LAMINADO.................................................................................................15

MOLINOS LAMINADORES..........................................................................15

LAMINADO PLANO....................................................................................16

LAMINADO DE PERFILES............................................................................16

LAMINADO DE ANILLOS ...........................................................................16

LAMINADO DE CUERDAS .........................................................................16

LAMINADO DE ENGRANAJE.....................................................................16

LAMINADO DE POLVOS ...........................................................................17

3.- TREFILADO (ESTIRADO).............................................................................18

4.- FORJADO...................................................................................................19

FORJADO EN DADO ABIERTO..................................................................19

FORJADO EN DADO CONVEXO.............................................................19

FORJADO EN DADO CÓNCAVO............................................................20

FORJADO CON DADO IMPRESOR...........................................................20

FORJADO SIN REBABA ..............................................................................20

FORJADO CON RODILLOS .......................................................................20

FORJADO ORBITAL ...................................................................................20

FORJADO ISOMÉTRICO CON DADO CALIENTE .....................................21

5.- EXTRUSIÓN..................................................................................................22

EXTRUSIÓN DIRECTA V/S EXTRUSIÓN INDIRECTA ...................................22

EXTRUSIÓN EN FRÍO V/S EXTRUSIÓN EN CALIENTE ................................23

OTROS PROCESOS DE EXTRUSIÓN ...........................................................25

EXTRUSIÓN POR IMPACTO.......................................................................25

EXTRUSIÓN HIDROESTATICO....................................................................25

DEFECTOS DE LOS PRODUCTOS EXTRUIDOS ..........................................25

6.- SINTERIZADO..............................................................................................27

SINTERIZADO POR CHISPAS .....................................................................28

SINTERIZADO EN FASE LIQUIDA ..............................................................28

7.- PLEGADO (DOBLADO) ...........................................................................30

DOBLADO EN V Y DOBLADO DE BORDES ............................................30

OPERACIONES MISCELÁNEAS DE DOBLADO........................................31

PLEGADO Y FORMADO CON RODILLOS ...............................................33

DOBLADO DE MATERIAL TUBULAR ..........................................................34

8.- ESQUEMAS DE ALGUNOS PROCESOS....................................................36

BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................40

CONCLUSIÓN........................................................................................................41

INTRODUCCION

El siguiente trabajo trata de abordar ,de modo amplio, la obtención de materiales metálicos para realizar un trabajo. En distintos tipos de procesos de obtención y para los distintos usos en los cuales necesitemos de estos productos.

El producir productos donde nos implica redefinir la forma original, provocando una deformación plástica, creando un nuevo cuerpo con características propias nuevas, los procesos que analizaremos para la obtención de estos productos, como lo son los siguientes: la fundición, que nos entrega productos acabados por medio un tratado térmico, el laminado que nos da materiales como su nombre lo indica, el trefilado que consiste en el estiramiento de alambres, el forjado que también es un trabajo térmico, la extrusión y el doblado son trabajos donde la presión es un factor importante en el acabado del material, el sintetizado que es un trabajo realizado sobre polvos metálicos para dar forma al material requerido. Mostraremos lo importante de estos procesos, en el desarrollo de la industria metalmecánica .

1.- FUNDICION

Es la introducción de un material fundido en una cavidad previamente preparada o molde, en donde solidifica. Pueden producirse formas intrincadas de casi cualquier tamaño a partir de una material que pueda fundirse.

|Estos metales son : Hierro, acero, aluminio, bronce, cobre, latón, magnesio, zinc, etc.

Para la fundición debe fabricarse un molde con cavidad con la forma y tolerancias de la pieza ya que esta contrae cuando enfría. El material del molde debe ser refractarios y los equipos con temperatura adecuada, mas un ventero adecuado para evacuar aire y gases de fundición.

De mas esta decir que el molde debe permitir el retiro de la colada y para luego hacer operaciones de eliminación de sobrantes.

Hay seis tipos de procesos de colado :

1.1 fundición en arena

1.2 fundición en molde permanente

1.3 fundición en matriz

1.4 fundición por centrifugado

1.5 fundición por revestimiento(cera perdida)

1.6 fundición por casquete(o vaina)

1.7 otros de fundiciones

1.1 Fundición en arena

Para producir un molde la fundición de arena se comprime esta sobre un modelo de la pieza.

Luego se quita el modelo. Una abertura llamada bebedero esta conectada con la cavidad por canales de conducto.

El metal fundido se vierte por el bebedero y entra en la cavidad controlado por la amplitud de la boca de ingreso.

Los modelos se hacen en maderas o metal ; el primero es para series limitadas al igual que para modelos muy grandes, en tanto que le segundo (metal) se hace en aluminio (mas usado) o magnesio, pero estos son difíciles de lograr con exactitud y detalle.

Otro tipo es el modelo de plástico, que es fácil de extraer y al cual no se le adhiere la arena.

Para la colada el modelo se realiza con previsión de tolerancias por solidificación y enfriamiento resultando el modelo un poco mas grande.

Para el desmolde se realiza el modelo con un ángulo de desmolde de un grado aprox.

Moldeo de arena

Cuatro modos diferentes :

• de banco

• de piso

• con máquina

• de foso

En el moldeado de banco de piso y de foso y en menor medida el de máquina el moldeador usa equipos y herramientas como ser : caja de moldear rectangular o redonda.

Estas se construyen de madera o metal, la mayoría de las cajas se hacen en mitades, superior e inferior.

Las mitades están provistas, una con un tetón o espigas y la otra con agujeros.

Si se vierte le metal fundido mientras el molde esta en la caja esta puede dañarse, para prolongar la duración se las fabrica de modo que puedan sacarse del modelo ya terminado.

Salvo los moldes muy pequeños, es necesario después de sacar la caja poner un manguito alrededor del molde antes de verter el metal, para resistir la presión de este. Los manguitos son bandas de metal baratas que se encajan alrededor del molde. Se colocan pesas de metal arriba del molde para evitar que las secciones se separen por la presión hidrostática del metal fundido.

Al hacer un molde de banco, el moldeador coloca la semicaja inferior cabeza abajo sobre la tabla maestra que esta sobre el banco. La tabla maestra es una tabla lisa, un poco mas grande que la superficie de las caja, provista con dos travesaños que la mantiene levanta del banco.

Se rocía el modelo con una fina película de polvo separador. Se coloca luego la arena de moldeado o la de superficie en el molde, tamizándola a través de una zaranda. El aire de la arena mejora su permeabilidad. La arena se prensa hasta el grado adecuado por medio de un pisón de mano. Para los moldes de piso o de foso, se usan pisones neumáticos. Una vez apisonada se corta la arena al ras de la caja de moldeo por medio de un rasero, que es una barra chata de acero apoyada en los costados de la caja, se pasa sobre el molde.

Para obtener un orificio a través del cual se pueda verter el metal se usa un perno de bebedero, el moldeador aumenta la permeabilidad de la arena haciendo pequeños agujeros de ventilación en la arena con una aguja de ventilación larga. Si la arena esta adecuadamente apisonada y el arenado se controla bien como con máquina no son necesarios los agujeros.

El modelo se extrae por medio de una barra de baloteo o una escarpia. Los modelos de metal y algunos de madera tienen un agujero roscado en el cual atornillar la barra de baloteo. Se afloja el modelo golpeando la barra de baloteo horizontalmente en varias direcciones.

Los modelos que no tiene el roscado se balotean y extraen colocando la punta de la escarpia dentro del modelo.

El canal y la boca se hacen por medio de una pala acanaladora que es una pequeña hoja de bronce en forma de U. El tamaño de la boca es muy importante, ya que determina el flujo de velocidad del metal.

Luego la arena suelta se sopla con un fuelle. Para conformar, fijar o reparar, se usan llanas o espátulas, alisadores y cucharas.

El moldeado de piso es esencialmente igual al de banco, solo que se trabajan con coladas, modelos y cajas mas grandes.

El apisonado de la arena se hace con pisones neumáticos o con una lanzadora de arena.

Para moldes muy grandes se hacen pozones, y se llaman moldes de foso. Como estas grandes coladas son generalmente muy complejas la mayor parte del molde se hace fuera del pozo, en cajas de núcleos, y luego se las colocan en el mismo. Los fosos son permanentes y están forrados de concreto.

Para prensar la arena, la mas simple es el de golpe o recalcado. Se pone la arena en la caja y luego se la eleva unas pulgadas con aire comprimido para luego dejarla caer unas veces y así tornándose compacta. El recalcado prensa la arena pero cerca del extremo de la caja queda poco comprimida.

Las máquinas compresoras prensan neumáticamente o por un diafragma flexible, logrando mucha firmeza poro poca permeabilidad.

La máquina combinada auna los dos métodos, obteniendo una uniformidad de compactaron y permeabilidad.

Para la extracción del modelo, una máquina vibradora neumática facilita esto.

Las máquinas mas modernas son una combinación de estas tres ultimas (recalcadora, compresora y extractora). También están las moldeadoras semiautomáticas que son muy productivas.

Para algunas aplicaciones los moldes se secan completamente. Esto es para aumentar la resistencia del molde o producir la cantidad de gases. Los moldes para colar aceros se secan antes de verterlo, y se lavan con sílice antes de secarlo (mayor refracción).

El secado se logra mediante una llama de soplete de gas.

Núcleos (noyos)

muchas piezas tienen secciones huecas o secciones re entrantes, para producir estas coladas es necesario usar núcleos.

Según su forma, estos núcleos podrán estar constituidos por arena verde o por arena seca, esta ultima para formas complicadas.

El proceso de silicato de sosa CO2 es nuevo y reemplazo a los otros pro la rapidez y por no precisar horneado.

Moldeado en casquete

Llamado proceso Croning, posee mejor exactitud y control dimensional.

Consta de seis etapas :

Mezcla de arena y ligante plástico en modelo de metal calentado a 450ºF

Inversión del modelo y extracción de arena, excepto material parcialmente curado adherido al modelo

Colocar en horno el modelo y el casquete parcialmente curado

Extracción del casquete endurecido

Se aseguran o pegan entre si dos casquetes para formar un molde completo

Los casquetes unido se colocan en un tubo de vertido y se refuerzan con arena común

El molde esta así listo, resultando las fundiciones mucha mas tersas.

Combinando diversos casquetes y núcleos relativamente simples se pueden producir fundiciones complejas. Debe incluirse en el modelo el sistema de bocas y canales.

Dada la alta productividad y el ahorro en costo de máquinado es un proceso económico.

Este proceso es adecuado para producir núcleos. Tales núcleos que tienen paredes delgadas y son huecos, cuentan con una excelente permeabilidad y aplastamiento con mucha exactitud dimensional.

1.2 Fundición en molde permanente

Fundición sin presión en molde permanente

La mayoría de la piezas por este proceso se hacen con aleaciones a base de aluminio magnesio o cobre ; así como también de fundición de hierro o acero.

Es necesario mantener a estos moldes a una temperatura alta y uniforme para evitar un enfriamiento rápido del metal.

En general es necesario recubrir las superficies de la cavidad con una fina lechada de refractario para evitar la adherencia y así prolongar la vida útil del molde. Cuando se cuela fundiciones de hierro, se agrega una película adicional de negro de humo por llama de acetileno.

Un molde de metal ofrece gran resistencia a la contracción de la fundición y solo se pueden colar formas simples. Los núcleos para fundición de hierro en molde permanente se hacen de arena seca.

Debe preverse la ventilación de los moldes ya que estos no son permeables.

Hay diversas variantes del colado en molde permanente. Una es la de baño de metal que consiste en dejar el metal en el molde solidificando un casquete del espesor deseado, adyacente a la cavidad del molde. Luego se voltea el molde y se vuelca el metal sobrante obteniendo una pieza hueca.

Otra variedad utiliza un embolo que se empuja dentro de la cavidad del molde, cerrando el bebedero y desplazando el metal fundido hacia los extremos de esta.

Con este se obtiene una fina terminación y secciones delgadas.

1.3 Fundición en Matriz

La fundición en matriz difiere de la de molde permanente común en dos aspectos :

solo materiales no ferrosos

el metal es forzado dentro del molde a presión

Se obtienen secciones delgadas, buen acabado y larga vida útil de los moldes.

Se utilizan aleaciones a base de zinc, cobre y aluminio.

Las matrices son de aleación de acero y costosas (entre los U$s 3000 a 10000),

pero la velocidad de producción, las excelente propiedades superficiales y la casi eliminación de máquinados y acabados la hacen muy económica para grandes cantidades.

Las máquinas de cuello de cisne son para bajos puntos de fusión como aleaciones de zinc, plomo y estaño, y se caracterizan por un tubo en forma de cuello de cisne que se sumerge en parte en el metal fundido, entrando este por una lumbrera abierta cuando el pistón se levanta para llenar el cuello de cisne.

El metal es expulsado del cuello de cisne por un embolo neumático.

Estas máquinas operan velozmente, pero solo pueden utilizarse para fundiciones de materiales de bajo punto de fusión (aleaciones a base de zinc y estaño)

Las máquinas de fundición en matriz de cámara fría, el metal para cada cola se vierte en la cámara fría poniéndose en movimiento el embolo que fuerza al metal a pasar de la cámara a la matriz, produciendo esto estructuras mas densas.

Cada carga de metal se hace manualmente, siendo considerablemente baja su productividad.

En las fundiciones en matriz las superficies tienden a ser mas duras por el enfriamiento provocado por la matriz metálico tendiendo el interior del metal a ser poroso.

Una de las características sobresalientes es la exactitud dimensional.

1.4 Fundición por centrifugado

Utiliza la fuerza centrifuga para forzar el material fundido dentro de la matriz, el cual gira axialmente a entre 300 y 3000 RPM, mientras se introduce el metal fundido.

Generalmente la forma exterior es redonda pero pueden ser hexagonales o de formas simétricas. En este tipo de fundición no se necesita molde ni núcleo para generar el interior de la colada. Cuando se usa un eje horizontal la superficie interior es siempre cilíndrica, en tanto si es vertical la superficie interior es una sección de parábola.

Cuando el metal es forzado contra las paredes solidificando primero el exterior las impurezas se agrupan en el interior por ser mas livianas eliminándoselas con un máquinado posterior. Es un proceso de producción masiva, fabricándose tubería, cañones de armas, camisas de cilindros, etc.

La fundición semicentrifugada usa esta fuerza para que el metal fundido fluya desde un deposito alimentador hacia uno o mas moldes de arena que giran alrededor del eje central, obteniéndose formas simples.

Procesos que utilizan molde de yeso y escayola

1.5 Fundición por revestimiento

Los pasos básicos son :

Modelo patrón en metal madera o plástico

Producción de una matriz patrón a partir del modelo (aleación o acero)

Producir modelos de cera por inyección o presión de cera en la matriz

Unir los modelos de cera a un bebedero común de cera obteniendo un racimo

Recubrir el racimo con una fina capa de material de revestimiento esto se logra sumergiendo este en una lechada de refractario finamente molido.

Verter el revestimiento final alrededor del conjunto recubierto

Agitar la caja para eliminar el aire aprisionado y hacer depositar el material de revestimiento alrededor del conjunto.

Dejar endurecer el revestimiento

Fundir la cera y permitir que salga del molde (cera perdida)

Precalentar el molde para preparar el vertido

Verter el metal fundido

Quitar la pieza del molde rompiéndolo

Acabado y tolerancias dimensionales excelentes.

Una de las variante propone tallar el modelo directamente en un bloque de espuma de poliuretano.

Por el proceso de fundición por revestimiento puede producirse cualquier configuración y espesor de sección.

1.6 Fundición en molde de escayola

El molde es de yeso con el agregado de talco para evitar que se quiebre, mas un agregado de un 25% de fibra para aumentar la resistencia.

Solo se utiliza este proceso para materiales de bajo punto de fusión como magnesio aluminio latón y bronce.

1.7 Otros

1.7.1 Bocas y canales de coladas

Rebosaderos

Son orificios verticales que emergen a la superficie superior del molde, por los cuales asciende el metal fundido ; tienen el tamaño adecuado para que el metal contenido en ellos pueda permanecer fundido, hasta que haya solidificado y superado el periodo de máxima contracción el metal contenido en la fundición.

Se utilizan a menudo rebosaderos ciegos, que no se comunican con el exterior.

Aparte de los rebosaderos se pueden usar otros medios para realizar una solidificación adecuada aumentando el tamaño de cierta secciones que de otra manera se enfriarían rápidamente. Otro método para acelerar el enfriamiento de secciones gruesas es el uso de coquillas metálicas, siendo de dos tipos externo o interno. Estas absorben rápidamente el calor.

Las internas están suspendidas por un alambre en la cavidad produciendo el enfriamiento pero luego quedan dentro de la fundición.

Canalización de la colada

Afecta directamente a la calidad de la fundición. Se usa mas de una boca conectándose estas con el bebedero por medio de canales pudiendo introducir el metal por varias a la vez, facilitando una solidificación direccional adecuada.

1.7.2 Fundido y Vertido

Requisitos

Temperatura adecuada

Economía

Prevención de contaminación

Mantenimiento de la temperatura

La mayoría de los metales se funden en un cuibilote, horno de aire, eléctrico de arco, o de inducción.

Técnica de vertido

Para la transferencia del material del horno de fusión a los moldes se usan dispositivo vertedor o caldero. Teniéndose del tipo de mango (manual)

,de caldera o tetera (mecánico), y el otro de caldero vierte directamente desde el fondo (para coladas grandes)

Vertido por presión : se fuerza el metal hacia arriba dentro del molde por medio de aire a presión.

Fusión y vertido en vacío : para obtener alta calidad las coladas son vertidas en una cámara de vacío. Otra variante usa un horno de arco que incluye un electrodo del mismo metal que se consume al fundir. Este método se utiliza para fabricar lingotes de titanio.

Fundición continua : es para producir un gran numero de piezas con un solo molde.

1.7.3 Limpieza acabado y tratamiento térmico de piezas de fundición

La limpieza y el acabado de la pieza de fundición involucran todos o varios de estos procesos :

Quitar los núcleos

Eliminación de agujeros y alimentadores

Eliminar las escamas y rugosidades de la superficie

Limpiar la superficie

Reparar los defectos

En las fundiciones de no ferrosos y fundición de hierro, se sacan por medio de una piedra de abrasivos o por sierras de arco o continuas. En piezas de acero, especialmente las grandes se eliminan los agujeros y rebosaderos por medio de una llama de oxiacetileno.

En la limpieza de la s piezas se usan cinceles neumáticos, amoladoras de mano o de pedestal. La limpieza superficial se logra por algún tipo de proceso de chorro

con una sustancia abrasiva como la arena transportada con aire o con algún fluido.

Para corrección de pequeños defectos en las de acero se usa soldadura de arco.

Las piezas de fundición de acero se la somete casi siempre a un tratamiento de recocido.

1.7.4 Diseño de Fundiciones

Deben evitarse interiores agudos ya que concentran tensiones.

Deben proveerse filetes generosos en todo los cambios de dirección y de sección, ya que estos reducen la concentración de esfuerzos y logran un enfriamiento y contracción uniformes.

Cambios bruscos de sección generan fallas durante el enfriamiento.

En la fundición en matriz es recomendable que la unión de estas sean en los bordes. Los espesores mínimos de sección de gran importancia en el diseño de cualquier tipo de fundición.

2.- Laminado.

El laminado es un proceso en el cual se produce una reducción en el espesor del material por medio de rodillos que ejercen una fuerza de compresión sobre este.

La mayoría de los procesos de laminado significa una alta inversión de capital, pues estos requieren de piezas de equipo pasado llamados molinos laminadores

Molinos laminadores

Se dispone de varias configuraciones de molinos de laminación que manejan una variedad de aplicaciones y problemas técnicos en los procesos de laminación.

El molino de laminación básico: también llamado molino de dos rodillos consiste en dos rodillos opuestos cuyos diámetros van desde 0.6 a 1.2 metros, los molinos pueden ser reversibles o no reversibles. En el molino no reversible los rodillos giran siempre en el mismo sentido y el trabajo pasa a través del mismo lado. El molino reversible permite el giro en ambos sentidos, de manera que el trabajo pasa en cualquier sentido, esto produce una serie de reducciones que se hacen en el mismo juego de rodillos pasando simplemente el trabajo en direcciones opuestas varias veces.

Molino de tres rodillos: consiste entres rodillos en una columna vertical y la rotación de cada uno de ellos no cambia, para lograr una serie de reducciones se pasa el material de trabajo en cualquier dirección, ya sea elevado o bajando el material después de cada pasada este molino es mas complicado por el mecanismo que debe elevar o bajar el trabajo después de cada pasada.

Molino de cuatro rodillos: en este se usan dos rodillos de diámetro menor los que hacen contacto con el trabajo y sobre estos dos rodillos de mayor diámetro, debido a las grandes fuerzas de laminado los rodillos pequeños podrían desviarse si no estuvieran respaldados por los rodillos más grandes, este mismo sistema se usa en los molinos de conjunto o racimo.

Molino de rodillos tándem: este se usa frecuentemente para lograr altas velocidades de rendimiento en productos estándar en este se usa una serie de bastidores de rodillos los que pueden llegar a los 8 ó 10 pares de rodillos, de los cuales cada uno realiza una reducción del material, a cada paso de reducción aumenta la velocidad por lo cual se complica el proceso de sincronizado de las velocidades, los molinos tandem se usan con frecuencia en operaciones con colada continua.

Existen distinto tipos de laminados los cuales detalláremos a continuación:

Laminado plano: En este tipo de laminado los rodillos giran uno en frente del otro en sentido contrario al avance del trabajo para con esto jalar el material hacia ellos y al mismo tiempo ir apretándolo se usa para reducir una sección transversal rectangular este proceso esta estrechamente relacionado con el laminado de perfiles.

Laminado de perfiles: aquí el material de trabajo se desforma para generar un contorno en la sección transversal, de este proceso podemos encontrar los siguientes productos, vigas en I en L y canales en U ; rieles para vías de ferrocarriles, barras redondas y cuadradas. El procesos se realiza pasando el material de trabajo por rodillos que tienen impresa la forma inversa a la que se desea.

La mayoría de los principios aplicados a la laminación plana son también aplicables a la laminación de perfiles. Los rodillos que le dan la forma son más complicados y el material inicial de forma usualmente cuadrada.

Laminado de anillos: este proceso consiste en una deformación que lamina lasb paredes gruesas de un anillo para obtener un anillo de paredes más delgadas, pero de un diámetro mayor al inicial. El laminado de anillos se aplica generalmente en procesos de trabajo en frió para anillos pequeños y de trabajo caliente para anillos más grandes. Las aplicaciones más frecuentes incluyen collares para rodamiento de bolas y rodillos, llantas de acero para ruedas de ferrocarril, etc. Las paredes de los anillos no solo se limitan a formas rectas, también este proceso permite formas más complejas. Este proceso tiene como principal ventaja el ahorro de materias primas.

Laminación de cuerdas: se usa para formar cuerdas en partes cilíndricas mediante su laminación entre dados. La mayoría de las operaciones de laminado de cuerdas se realizan por trabajo en frío utilizando maquinas laminadoras de cuerdas, las que están equipadas con dados especiales que determinan la forma y tamaño de la cuerda, de estos hay dos tipos a) dados planos que se mueven alternativamente entre si; b) dados redondos que giran relativamente entre si para lograr la acción de laminado. Entre las ventajas de este proceso están la alta velocidad, mejor utilización del material, cuerdas mas fuertes debido al endurecimiento del material, mejor resistencia a la fatiga y superficies más lizas.

Laminación de engranajes: proceso de formado en frío que produce ciertos engranajes, la instalación de este es similar al de laminados de cuerdas excepto que las características de deformación de los cilindros o discos se orientan paralelo a su eje ( en ángulo para los engranajes helicoidales) en lugar de la espiral del laminado de cuerdas las ventajas -con el maquinado- son las mismas que el laminado de cuerdas alta velocidad, mejor aprovechamiento del material, mayor resistencia a la fatiga, etc.

Laminado de polvos: El polvo puede comprimirse en una operación para formar tiras de material metálico. El proceso por lo general se efectúa de manera continua o semicontinua. Los polvos se compactan entre los rodillos para formar una tira verde que se alimenta directamente a un horno de sinterizado después se enfría, se lamina y se resinteriza.

3.- ESTIRADO DE ALAMBRES (EXTRUSIÓN)

El estirado es una operación donde la sección transversal de la barra, varilla o alambre se reduce a través de una abertura.

Las características generales del proceso son similar a la extrusión, la diferencia es que en el estirado el trabajo se jala a través del dado, mientras que la extrusión se empuja a través del dado. Aunque la presencia, en este proceso la compresión juega un papel importante ya que el metal se comprime al pasar a través de la abertura del dado. Por esto la deformación que ocurre se llama a veces comprensión indirecta. Se usa el termino “estirado de alambres y barras” para no confundir con el estirado de laminas metálicas.

La diferencia del estirado de alambre y barras es el tamaño del material que se procesa. El estirado de barras se usa para diámetros grandes, mientras que el estirado de alambres se usa para diámetros pequeños los que pueden alcanzar un diámetro de hasta un 0.001pulgadas ó 0.03 milímetros. El estirado de barras se realiza como una operación de estirado simple, en la cual el material se tira desde la abertura del dado, al ser un material de diámetro grande su forma es generalmente recta esto limita la longitud del trabajo. Por el contrario el alambre se estira a través de rollos de alambres los que pueden medir hasta cientos de metros de longitud y pasa a través de varios dados de estirado, los que pueden ser hasta doce, este proceso se conoce como estirado continuo.

El estirado se realiza generalmente como operación de trabajo en frío. Se usa más frecuentemente en para producir secciones redondas pero también se puede utilizar para estirar secciones cuadradas y de otras formas. El estirado de alambres es un proceso que provee productos comerciales como cables y alambres eléctricos , para cercas, etc. Por su lado el estirado de barra se usa para producir barras de metal para maquinado y otros procesos.

Dentro de las ventajas del estirado están: un buen acabado superficial, propiedades mecánicas mejoradas, como resistencia y dureza del material, adaptibilidad para producción en masa. Las velocidades de estirado son tan rápidas como 50 (m/s) parta alambre fino.

En el estirado de barras se produce una mejora en la maquinabilidad de las barras.

4.- FORJADO

forjado es un proceso de deformación donde se comprime entre dos dados el material de trabajo, usando para esto un impacto para formar la parte, este proceso permite la fabricación de gran cantidad de componentes de alta resistencia para automóviles, vehículos aeroespaciales, y otras aplicaciones. También podemos ver que industrias de aceros y otros metales básicos usan el forjado para fijar la forma básica de grandes piezas para luego maquinar, obteniendo su forma y dimensiones definitivas.

El forjado se lleva a efecto de distintas maneras, la mayoría de als operaciones se realiza en caliente(por arriba y por debajo de la temperatura de cristalización), dada la deformación que demanda el proceso y la necesidad de reducir la resistencia e incrementar la ductibilidad del metal de trabajo, sin embargo, el forjado en frío también es muy común para ciertos productos, la ventaja del forjado en frío es la mayor resistencia del componente que resulta del endurecimiento por deformación.

Otra diferencia entre las operaciones de forjado es el grado en que los dados restringen el flujo del metal de trabajo, de esto podemos desprender 3 tipos de operaciones:

Forjado en dado abierto: el caso más simple de forjado en dado abierto, consiste en comprimir una parte de la sección cilíndrica entre dos dados planos, muy semejante a un ensayo de la compresión. Esta operación de forjado, también conocida como recalcado o forjado para recalcar, reduce la altura del trabajo e incrementa su diámetro.

Practica del forjado en dado abierto

Las formas generadas por operaciones en dado abierto son simples, como flechas, discos y anillos. En algunas aplicaciones los dados tienen ligeros contornos en su superficie los que ayudan a formar el material de trabajo. Un ejemplo de material forjado en dado abierto en la industria del acero es el formado de grandes lingotes cuadrados para convertirlos en secciones redondas. Estas operaciones en dados abiertos producen formas rudimentarias las cuales requieren ciertas operaciones posteriores para refinar las partes a sus dimensiones y forma final

Las operaciones clasificadas en los dados abiertos pueden realizarse en:

Forjado con dados convexos: operación que se utiliza para reducir la sección transversal y redistribuir el metal en una parte de trabajo, como preparación para operaciones posteriores de formado con forja se realiza con dados de superficie convexa.

Forjado con dados cóncavos : es similar al anterior, excepto que los dados tienen superficies cóncavas.

Forjado con dado impresor: llamado algunas veces “forjado en dado cerrado” se realiza con dados cuya forma es la inversa a la pieza que se requiere forjar en el material de trabajo. La pieza de trabajo inicial se muestra como una parte cilíndrica similar a la de las operaciones previas en dados abiertos. Al cerrarse el dado y llegar a su posición final, el metal fluye más allá de la cavidad del dado y forma una rebaba en la pequeña apertura de las placas del dado, la rebaba tiene una importante función ya que cuando empieza a formarse impide que el metal siga fluyendo hacia la abertura, y de esta manera obliga al material a permanecer en la cavidad. Lo que incrementa la resistencia a la deformación. La restricción del flujo de material produce una mayor compresión al interior del dado lo que fuerza al material a llenar los espacios no ocupados anteriormente, produciendo así un producto de gran calidad

Forjado sin rebaba: en la terminología industrial, el forjado con dado impresor se llama algunas veces forjado en dado cerrado. Sin embargo, hay diferencia entre forjado con dado impresor y forjado con dado cerrado real. La diferencia es que en el forjado sin rebaba, la pieza de trabajo original queda contenida totalmente dentro de la cavidad del dado durante la comprensión. El forjado sin rebaba tiene ciertos requerimientos sobre el control del proceso, los cuales son más exigentes que el forjado con dado impresor. Más importante es que el volumen del material de trabajo debe ser igual al volumen de la cavidad , si la pieza inicial es demasiado grande la presión excesiva puede causar daños en el dado o en la prensa, y también si el material inicial es demasiado pequeño quedara espacio libre dentro de la cavidad, este proceso se encuentra sujeto a medidas muy estrechas en lo que a tolerancia se refiere.

Forjado con rodillos: este es un proceso de deformación que se usa para reducir una sección transversal de una pieza de trabajo cilíndrica o rectangular, esta pasa a través de una serie de rodillos opuestos con canales que igualan la forma requerida para la parte final. El forjado con rodillos se clasifica como proceso de forja aún cuando use rodillos, ya que los rodillos no giran continuamente sino que solo lo hacen sobre la sección que se debe deformar.

Forjado orbital: este proceso ocurre por medio de un dado superior en forma de cono que presiona que presiona y gira en torno al material de trabajo. El material se comprime sobre un dado inferior que tiene una cavidad. Debido a que el eje del cono esta inclinado, solamente una pequeña área de la superficie del trabajo se comprime en comprime en cualquier momento. Al revolver el dado superior el área bajo la comprensión también gira.

Forjado isotérmico en dado caliente: es un termino que se aplica a operaciones de forjado caliente donde la parte de trabajo se mantiene a temperaturas cercanas a su elevada inicial durante la deformación, a través de los dados. Si se evita que la pieza de trabajo se enfríe al contacto con la superficie fría de los dados, como se hace en el forjado convencional, el metal fluye más fácilmente y la fuerza requerida para desempeñar el proceso se reduce. El forjado isotérmico es más costoso que el convencional y se reserva para metales difíciles de forjar como el tinanio y las superaleaciones, y para partes compleja.

5.- EXTRUSION

La extrusión, es un proceso formado por comprensiones el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a una sección transversal, el proceso a apretar un tubo de pasta de dientes. La extrusion data de 1800 las ventajas de este proceso es.

1.- se puede extruir una gran variedad de formas, especialmente con extrusion en caliente; sin embargo una laminación de la geometría es que la sección transversal debe ser la misma a lo largo de toda la parte.

2.- la estructura del grano y las propiedades de resistencia se mejoran con la extrusion en frío o caliente.

3.- son posible tolerancias muy estrechas, en especial cuando se utilizan extrusiones en frío.

4.- en algunas operaciones de expresión se genera poco o ningún material de desperdicio.

TIPOS DE EXTRUSION

La extrusion se lleva a cabo de varias maneras , una forma de clasificar las operaciones es atendiendo a su configuración física, se distinguen dos tipos principales: extrusion directa o indirecta. Otro criterio es la temperatura , finalmente el proceso puede ser continuo o directo.

5.1 Extrusion directa versus extrucion indirecta:

La extrusion directa ( también llamada hacia delante) un tocho de metal se carga en un recipiente, y un pisón comprime un material forzándola a través de una o mas aberturas en un dado al extremo opuesto del recipiente. Al aproximarse el pisón al dado, una pequeña porción de tocho permanece y no puede forzarse a través de la abertura del dado, esta porción extra llamada tope o cabeza, se separa del producto, cortándola justamente después de la salida del dado.

Un problema de la extrusion directa es la gran fricción que existe entre la superficie del trabajo y la pared del recipiente al forzar el deslizamiento del tocho hacia la abertura del dado. Esta fricción ocasiona un incremento sustancial de la fuerza requerida en el pisón para la extrusion directa. En extrusion en caliente este problema se agrava por la presencia de una capa de oxido en la superficie del tocho que puede ocasionar defecto s en los productos extruidos. Para resolver este problema se usa un bloque simulado entre el pisón y el tocho de trabajo, el diámetro del bloque es ligeramente menor que el del tocho, de manera que en el recipiente queda un anillo de metal de trabajo (capas de oxido en su mayoría), dejando el producto final libre de oxido.

La extrusion directa se puede hacer situaciones huecas ( por ejemplo, tubos). El tocho inicial se prepara con una perforación paralela a su eje, esto permite el paso de un mandril que fija en el bloque simulado. Al comprimir el tocho se fuerza al material a fluir a través del claro entre el mandril y la abertura del dado. La sección resultante es tubular. Otras formas semihuecas se extruyen de la misma forma.

La extrusion indirecta, también llamada extrucion hacia atrás y extrusion inversa, el dado esta montado sobre el pisón, en lugar de estar en el extremo opuesto del recipiente. Al penetrar el pisón en el trabajo fuerza al metal a fluir a través del claro en una dirección opuesta a la del pisón. Como el tocho se mueve con respecto al recipiente, no hay fricción en las paredes del recipiente. Por consiguiente, la fuerza del pisón es menor que en la esturión directa son impuestas por la menor rigidez del pisón hueco y la dificultad de sostener el producto extruido tal como sale del dado.

5.2 Extrusion en frío versus extrusion caliente:

La estrusion se puede realizar ya sea en frío o en caliente, dependiendo del metal de trabajo y de la magnitud de la deformación a que se sujete el material durante el proceso. Los metales típicos que se extruyen en caliente son: aluminio, cobre, magnesio, zinc, estaño y sus aleaciones. Estos mismos materiales se extruyen a veces en frío (por ejemplo, aceros de bajo carbono y aceros inoxidables). El aluminio es probablemente el metal ideal para la extrusion ( en caliente y frío ).

La extrusion en caliente involucra el calentamiento previo del tocho a una T° por encima de su T° de cristalización. Esto reduce la resistencia y aumenta la ductilidad del metal, permitiendo mayores reducciones de tamaño y el logro de formas mas complejas con este proceso. Las ventajas adicionales incluyen reducción de la fuerza del pisón, mayor velocidad del mismo, y reducción de las características del flujo del grano en el producto final. Cuando el enfriamiento del tocho entra en contacto con las paredes del recipiente es un problema , para superarlo se usa algunas veces la extrusion isotérmica. La lubricación es un aspecto critico de la expresión en caliente de ciertos metales (por ejemplo el acero) y se desarrollado lubricantes especiales que son efectivos bajo condiciones agresivas de la extrusion en caliente; además de reducir la fricción proporciona aislamiento térmico efectivo entre el tocho y el recipiente de extrusion.

La extrusion en frío y la extrusion en tibio se usan para producir partes discretas, frecuentemente en forma terminada (o casi terminadas). El termino extrusion por impacto se usa para indicar una extrusion fría de alta velocidad, algunas ventajas importantes de esta extrusion incluyen mayor resistencia debido al endurecimiento por deformación, tolerancias estrechas, acabados superficiales mejorados, ausencia de capas de óxidos y altas velocidades de producción. La extrusion en frío a T° ambiente elimina también la necesidad de calentar el tocho inicial.

Procesamiento continuo versus procesamiento discreto

Un verdadero proceso continuo opera con estabilidad por un periodo indefinido del tiempo. Algunas operaciones de extrusion se aproximan a este ideal, produciendo secciones muy largas en un solo ciclo, pero estas operaciones quedan limitadas por el tamaño del tocho que se puede cargar en el contenedor de extrusion. Estos procesos se describen mas precisamente como operaciones semicontinuas. En casi todos los casos las secciones largas se cortan en longitudes mas pequeñas en una operacion posterior de corte y aserrado.

En una operación discreta se produce una sola parte o pieza en cada ciclo de extrusion por impacto es un ejemplo de este caso de procesamiento discreto.

Dados y prensas de extrusion

Los factores importantes en un dado de extrusion son el ángulo del dado y la forma del orificio. El ángulo del dado, mas precisamente la mitad del ángulo del dado, es el ángulo A de la figura, para ángulos menores, el arrea superficial del dado aumenta así como también la friccion en la interfaces dado tocho. Mayor fricción significa mayor fuerza en el pisón. Por otra parte, un ángulo mayor del dado significa mayor turbulencia del flujo del metal durante la reducción, y también incremento de la fuerza requerida en el pisón. El efecto del ángulo del dado, sobre la fuerza de pisón es una función en forma de U. Existe un ángulo optimo del dado, este depende desvaríos factores como el material de trabajo, T° del tocho y lubricación; en consecuecia, es difícil determinarlo para un trabajo de extrusion. Los diseñadores de dados usan reglas empíricas, para decidir el ángulo apropiado.

Los materiales para dados de expresión en caliente incluyen aceros de herramienta y aceros aleados. Las propiedades mas importantes de estos materiales son la alta resistencia al desgaste, alta dureza en caliente y alta conductividad térmica para remover el calor del proceso. Los materiales para dados de expresión en frío incluyen aceros de herramientas y carburos cementados. Sus propiedades deseables son resistencia al desgaste y buena disposición para retener su forma bajo altos esfuerzos. Los carburos se usan cuando se requieren altas velocidades de producción, larga vida en los dados y buen control dimensional.

Las prensas de extrusion pueden ser horizontales o verticales, las horizontales son las mas comunes. Las prensas de extrusion son accionadas normalmente por fuerza hidráulica, la cual es especialmente apropiada para producción semicontinua de secciones largas, como en la extrusion directa. Frecuentemente se usa impulsión mecánica para extrusion en frío de partes individuales, tales como la extrusiion por impacto.

5.3 Otros procesos de extrusion

Los métodos principales de extrusion son la directa e indirecta, pero hay otras formas para realizar esta operación.

5.3.1 Extusion por impacto

Esta se realiza a altas velocidades y carreras mas cortas que la extrusion convencional. Se usa para hacer componentes individuales. Como su nombre lo indica, el punzón golpea a la parte de trabajo masque aplicar presión, la extrusion por impacto se puede llevar a cabo como extrusion hacia delante, extrusion hacia atrás o una combinación de ambas.

Esta se hace usualmente en frío con varios metales, la por impacto hacia atrás es la mas común. Los productos que incluyen este proceso incluyen tubos para pasta de dientes y cajas de baterías, esto demuestra que se pueden hacer paredes muy delgadas en las partes extruidas por impacto. Las características de alta velocidad del proceso por impacto permite grandes reducciones y altas velocidades de producción, de aquí su alta importancia económica.

5.3.2 Extrusion hidrostática

Un problema de la extrusion directa es la fricción a lo largo de la interface tocho contenedor. Este problema se puede solucionar al poner en contacto el tocho con un fluido en el interior del recipiente y presionando el fluido por el movimiento hacia adelante del pisón, de tal manera que no exista fricción dentro del recipiente y reduzca también la fricción en la abertura del dado. La fuerza del pisón es entonces bastante menor que en la extrusion directa. La presión del fluido que actúa sobre toda la superficie del tocho da su nombre al proceso. Se puede llevar a cabo a T° ambiente o a T° elevadas, para T° elevadas se necesitan fluidos y procedimientos especiales, la extrusion hidrostática es una adaptación directa de la extrusion directa.

5.4 Defectos en productos extruidos

Debido a la considerable deformación asociada a los procesos de extrusion, pueden ocurrir numerosos defectos en os productos, los podemos clasificar en las siguientes categorías:

1.- Reventado central. Es una grieta interna que se desarrolla como resultado de los esfuerzos de tensión a lo largo de la línea central de la parte de trabajo durante la estrusion.

2.- Tubificado (bolsa de contracción). Es un defecto asociado con la extrusion directa, es un hundimiento en extremo del tocho.

3.- Agrietado superficial. Este defecto es resultado de altas T° de la pieza de trabajo que causan el desarrollo de grietas en las superficie, ocurre frecuentemente cuando la velocidad de extrusion es demasiado altas y conduce a altas velocidades de deformación asociadas al calor, otros factores que influyen este defecto son la alta fricción el enfriamiento rápido de la superficie de los tochos y altas T° en la extrusion caliente.

6.- SINTERIZADO

Después de prensado, el compactado verde carece de fuerza y resistencia, se desmorona fácilmente al menor esfuerzo. El sinterizado es una operación de tratamiento térmico que se ejecuta sobre el compactado para unir sus partículas metálicas, incrementando de esta manera su fuerza y resistencia. El tratamiento se lleva a cabo generalmente a T° entre 0,7 y 0,9 del punto de fusión del metal (en escala absoluta). El termino sinterizado en estado sólido o siterizado en fase sólida se usa para este sinterizado convencional debido a que el metal permanece sin fundir a la T° del tratamiento.

La fuerza básica que mueve al sinterizado es la reducción de la energía superficial. El compactado verde consiste en muchas partículas distintas que tienen su propia superficie, por tanto, la superficie total del área contenida en el compactado es muy alta. Bajo la influencia del calor, el área se reduce por la formación y crecimiento de las uniones entre las partículas, esto implica la reducción de la energía superficial. Mientras mas fino sea el polvo inicial, mas alta será la superficie del área total y mas grande la fuerza que mueve el proceso.

El sinterizado de polvos metálicos implica transporte de masa para crear los cuellos y transformarlos en limites de grano. El principal mecanismo para que esto ocurra es la difusión; otro posible mecanismo es el flujo plástico. La contracción ocurre durante el sinterizado como resultado de la reducción del tamaño de los poros. Esto depende en gran medida de la densidad del compactado verde, y esta a su vez de la presión durante la compactación. Cuando las condiciones del procedimiento se controlan estrechamente, la contracción generalmente es predecible.

Dado que las aplicaciones de la metalurgia de polvo involucran generalmente producciones medianas o altas, la mayoría de los hornos de siterizado se diseñan con dispositivos mecanizados para el traslado de las partes de trabajo durante el proceso. El tratamiento termico consiste en tres pasos realizados en tres cámaras de hornos continuos:

1.- Precalentado, en el cual se queman los lubricantes y aglutinantes.

2.- Sinterizado.

3.- Enfriado.

En la practica moderna del sinterizado se controla la atmósfera del horno, los propósitos de la atmósfera controlada son:

1.- Proteger de la oxidación.

2.- Proporcionar una atmósfera reductora para remover los óxidos existentes.

3.- Suministrar una atmósfera carburizadora.

4.- Ayudar a la remoción de los lubricantes y aglutinantes que se usan en el prensado.

Las atmósferas de los hornos de siterizado comunes son: de gas inerte, basadas en nitrógeno, de amoniaco disociado, de hidrogeno y basados en gas natural. La atmósferas al vacío se usan para ciertos metales como los aceros inoxidables y el tungsteno.

Combinación de sinterizado y prensado

Prensado caliente

La disposición de un proceso de prensado uniaxial es muy similar al prensado de polvo de metales convencional, excepto que el calor se aplica durante la compactación. El producto resultante es generalmente duro, denso, fuerte y bien dimensionado. A pesar de estas ventajas el proceso presenta ciertos problemas técnicos que limitan su adopción. Los principales problemas son:

1.-La selección del material adecuado para que el molde pueda soportar las altas T° de sinterizacion.

2.-Los largos ciclos de producción que se requieren para realizar la sinterizacion.

3.-El calentamiento y mantenimiento de un control atmosférico del proceso.

El prensado caliente tiene algunas aplicaciones en la producción de productos sinterizados de carburo usando moldes de grafito.

6.1 Sinterizado por chispa

Es una alternativa que combina el prensado y el sinterizado, y supera algunos de los problemas del prensado caliente. El proceso en dos pasos básicos. 1) Los polvos o un compactado verde preformado se colocan en un dado; y 2) Los punzones superior e inferior, que también sirven como electrodos, comprimen la parte aplicando una corriente eléctrica de alta energía que al mismo tiempo quema los contaminantes de la superficie y sinteriza los polvos, y forma una parte densa y sólida en cerca de 15 segundos, el proceso se a aplicado a varios metales.

6.2 Sinterizado en fase liquida

El sinterizado convencional es un sinterizado en estado sólido, en el cual el metal se sinteriza a una T° por debajo de su punto de fusión. En sistemas que involucran una mezcla de dos polvos metálicos, donde existe una diferencia de T° de fusión entre los metales, se mezclan los polvos iniciales y luego se calientan a una T° suficientemente alta para fundir el metal de mas bajo punto de fusión, per no el otro. El metal fundido moja perfectamente las partículas sólidas, creando una estructura densa con uniones fuertes entre los metales una vez solidificados. Un calentamiento prolongado puede generar la aleación de los metales por una disolución gradual de las partículas sólidas en metal liquido o la difusión del metal liquido en el sólido, dependiendo de los metales involucrados. En cualquier caso el producto resultante esta completamente desificado (sin poros) y fuertes. Ejemplos de sistemas que involucran sinterizacion en fase liquida son : Fe- Cu, W- Cu y Cu- Co.

7.- PLEGADO O DOBLADO

En el trabajo con laminas de metal el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto, durante la operación de doblado el metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. El metal se deforma plásticamente, así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lamina metálica.

7.1 Doblado en V y doblado de bordes

Las operaciones de doblados se realizan usando como herramientas de trabajo diversos tipos de punzones y dados. Los dos métodos de doblado mas comunes y sus herramientas asociadas son el doblado en V, ejecutando con un dado en V; y el doblados de bordes, ejecutado con un dado deslizante.

En el doblado en V, la lamina de metal se dobla entre un punzón y un dado en forma de V. Los ángulos incluidos, que fluctúan desde los muy agudos, se pueden hacer con dados en forma de V. El doblado en V se usa generalmente para operaciones de baja producción y se realizan frecuentemente en una prensa de cortina, los correspondientes dados en V son relativamente simples y de bajo costo.

El doblado de bordes involucra una carga voladiza sobre la lamina de metal. Se usa una placa de presión que aplica una fuerza de sujeción para sostener la base de la parte contra el dado, el doblado se limita a ángulos mayores de 90° o menores. Se pueden diseñar dados deslizantes mas complicados para ángulos mayores de 90°. Debido a la presión del sujetador, los dados deslizantes y mas costosos que los dados en V y se usan generalmente para los trabajos de alta producción.

Para otras operaciones de doblado y operaciones relacionadas con el formado estas involucran el doblado sobre ejes curvos en lugar de ejes rectos, o tienen otras características que se diferencian de las operaciones básicas descritas anteriormente.

Formado de bridas, doblez, engargolados y rebordeados

El formado de bridas es una operación en la cual el filo de una lamina de metal se dobla en un ángulo de 90° para formar un borde. Se usa frecuentemente para reforzar o dar rigidez a la parte de la lamina metálica. El borde se puede formar en un doblez sobre un eje recto, o puede involucrar algunos estiramientos o contracciones del metal. El doblez involucra el doblado del borde de la lamina sobre si misma en mas de un paso de doblado esto se hace frecuentemente para eliminar el borde agudo de la pieza. Para incrementar la rigidez y para mejorar su apariencia. El engargolado o empate es una operación relacionada en la cual se ensamblan dos bordes de la lamina metálica.

En el rebordeado, también llamado formado de molduras, los bordes de la parte se producen en forma de rizo o rollo. Tanto esta operación como el doblez se hacen con fines de seguridad, resistencia y estética. Algunos ejemplos de productos en los cuales se usa el ribeteado incluyen bisagras, ollas, sartenes y cajas para relojes de bolsillo. Estos ejemplos demuestran que el ribeteado se puede ejecutar sobre ejes rectos o curvos.

7.1.1Operaciones misceláneas de doblado

Algunas de estas operaciones son:

Embutido: es una operación de formado de laminas metálicas que se usa para hacer piezas de forma acopada, de caja y otras foramashuecas mas complejas se realza colocando una lamina de metal sobre la cavidad de un dado y empujando el metal hacia la cavidad de este con un punzón, la forma debe aplanarse contra el dado por un sujetador de formas. Las piezas comunes que se hacen por embutido son latas de bebidas, casquillos de municiones, lavabos, utensilios de cocina y partes para carrocerías de automóviles

Otras operaciones de embutidos:

Nuestra revisión se ha enfocado hacia una operación convencional de embutido acopado que produce una forma cilíndrica simple en un solo paso y usa un sujetador para facilitar el proceso, variantes básicas.

Reembutido. si el cambio de forma que requiere el diseño de la parte es demasiado severo (la relación de embutido es demasiado alta), el formado completo de la parte puede requerir mas de un paso de embutido. Al segundo paso de embutido y a cualquier otro posterior, si se necesita, se le llama reembutido.

Embutido de formas no cilíndricas. Muchos productos requieren el embutido de formas no cilíndricas. La variedad de formas embutidas incluyen formas cuadradas, cajas rectangulares (lavabos), copas escalonadas, conos, compas con bases esféricas mas que planas y formas curvas irregulares (carrocerías de automóviles).cada una de estas formas representa un problema técnico único en embutido.

Embutido sin sujetador. La función principal del sujetador consiste en prevenir el arrugado de la brida mientras se embute la parte. La tendencia al arrugamiento se reduce al aumentar la relación entre el espesor y el diámetro de la forma inicial.

Defecto del embutido.

El embutido es una operación mas compleja que el corte o el doblado de lamina, por lo tanto hay mas cosas que pueden fallar. Pueden presentarse numerosos defectos en un producto embutido, anteriormente nos referimos a alguno de ellos son:

1.- Arrugamiento en la brida o pestaña. El arrugamiento es una parte embutida consiste en una serie de pliegues que se forman radialmente en la brida no embutida de la parte de trabajo, debido al arrugamiento por compresión.

2- Arrugamiento en la pared. Si la brida arrugada se embute en el cilindro, estos pliegues aparecen en la pared vertical del cilindro.

3.- Desgarrado. Este defecto consiste en una grieta que se abre en la pared vertical, usualmente cerca de la base de la copa embutida, debido a altos esfuerzos a la tensión que causan adelgazamiento y rotura del metal en esta región. Este tipo de fallas pueden también ocurrir cuando el metal se estira sobre una esquina afilada del punzón.

4.- Orejeado. Esta es la formación de irregularidades (llamadas orejas) en el borde superior de la pieza embutidas causada por anisotropia en la lamina de metal. Si el material es perfectamente isotropico no se forman las orejas.

5.- Rayado superficial. Pueden ocurrir ralladuras en la superficie de la pieza embutida si el punzón y el dado no son lisos o si la lubricación es insuficiente.

Operaciones de formado de laminas metalicas

En las prensas convencionales se realizan además del doblado y el embutido, otras operaciones de formado. Las clasificamos aquí como, operaciones realizadas con herramientas metálicas y dos operaciones ejecutadas con herramientas flexibles de hule.

Operaciones realzadas con herramientas metálicas. Las operaciones realizadas con herramientas metálicas incluyen:

1.- Planchado. En el embutido profundo se comprime la pestaña por una acción de compresión del perímetro de la forma inicial que busca una circunferencia menor conforme es embutida hacia abertura del lado. Debido a esta compresión, la lamina de metal cerca del borde exterior de la forma inicial se va engrosando conforme se mueve hacia adentro. Si el espesor de este material es mas grande que el claro entre punzón y el dado, será comprimido al tamaño de claro, un proceso conocido como planchado.

2.- acuñado y estampado. El acuñado es una operación de deformación volumétrica, se usa frecuentemente en el trabajo de laminas metálicas para formar indentaciones y secciones levantadas de la parte. La indentacion produce adelgazamiento de la lamina metálica y las elevaciones de las secciones producen engrosamiento del metal.

El estampado es una operación de formado que se usa para crear indentaciones en la lamina, como venas, letras o costillas de refuerzos, se involucran algunos estiramientos y adelgazamientos del metal. Esta operación puede parecer similar al acuñado (gravado). Sin embargo, los dados de estampados poseen contornos y cavidades que coinciden, el punzón contiene los contornos positivos y el dado los negativos, mientras que los dados de gravados pueden tener cavidades diferentes en las dos mitades del lado, por este motivo las deformaciones son mas significativas que en el estampado.

3.-Desplegado. El desplegado es una combinación de corte y doblado, o corte y formado, en un solo paso para separar parcialmente el metal de la lamina.

4.-Torcido. En la operación de torcido, la lamina se sujeta a una carga de torsión mas que una carga de doblado, causando así una torcedura sobre la longitud de la lamina. Este tipo de operación tiene aplicaciones limitadas, se usa para hacer productos tales como ventiladores y paletas propulsoras. Se puede realizar en una prensa convencional con punzón y dado que han sido diseñados para formar la parte en la forma torcida requerida.

7.2 Doblado y formados con rodillos

En las operaciones descritas en esta sección se usan rodillos para formar laminas metálicas.

El doblado con rodillos es una operación en la cual generalmente se forman partes grandes de lamina metálica en secciones curvas por medios de rodillos. Cuando la lamina pasa entre los rodillos, estos se colocan uno junto al otro en una configuración que forma el radio de curvatura deseado en el trabajo. Por este método se fabrican componentes para grandes tanques de almacenamientos y recipientes a presión. Mediante esta operación también se pueden doblar perfiles estructurales, rieles de ferrocarril y tubos.

Una operación relacionada es el enderezado con rodillos en la cual se enderezan laminas no planas (u otras formas) pasándolas sobre una serie de rodillos. Los rodillos someten al trabajo a una serie de aplanados de los pequeños dobleces en direcciones opuestas, esto provoca que el material se enderece a la salida.

Formados por rodillos. El formado con rodillos, también llamado formado con rodillo de contorno, es un proceso continuo de doblado en el cual se usan rodillos opuestos para producir secciones largas de material formados a partir de cintas o rollos de laminas. Generalmente se requieren varios pares de rodillos para lograr progresivamente el doblado del material en la forma deseada. Los productos hecho por formado con rodillos incluyen canales, canaletas, secciones laterales de metal (para casas), ductos, tubos sin costuras y varias secciones estructurales. Aunque el formado con rodillos tiene la apariencia general de una operación de laminado (la herramientas son verdaderamente similares), la diferencia es que en le formado con rodillos se involucra mas el doblado que la compresión del trabajo.

Rechazado .

El rechazado es un proceso de formado de metal en el cual se da forma a una parte de simetría axial sobre un mandril u horma mediante una herramienta redondeada o rodillo. La herramienta o rodillo aplican una presión muy localizada (en casi un punto de contacto) para deformar el trabajo por medio de los movimientos axiales o radianes sobre la superficie de la parte. Las formas geométricas típicas que se producen por rechazados incluyen conos, hemisferios, tubos y cilindros. Hay tres tipos de operaciones de rechazados.

1.-Rechazado convencional. Es la operación de rechazado básico, un disco de lamina se sostiene en el extremo de un mandril rotatorio que tiene la forma interior deseada para la parte final, mientras la herramienta o rodillo deforma el metal contra el mandril. En algunos casos la forma inicial puede ser diferente a la de un disco plano.

2.-Rechazado cortante. En este se forma la parte sobre el mandril por medio de un proceso de deformación cortante en el cual el diámetro exterior permanece constante y el espesor de la pared se reduce..

3.-Rechazado de tubos. Este es usado para reducir el espesor de las paredes y aumentar la longitud de un tubo mediante la aplicación de un rodillo al trabajo sobre un mandril cilíndrico.

7.3 Doblado de material tubular

En la sección anterior se han analizado varios métodos para producir tubos y tuberías. En esta sección examinamos los métodos para el doblado de tubos y otros métodos de formados. El doblado de material tubular es mas difícil que el de la lamina porque un tubo tiende a romperse o deformarse cuando se hacen intentos para doblarlos. Se usan mandriles flexibles especiales que se insertan en el tubo antes de doblarlos para que soporten las paredes durante la operación.

Alguno de los términos que se usan en doblado de tubos se definen como: cuando el tubo se dobla, la pared interior del dobles se comprime y la pared interior se tensa. Esta condición de esfuerzo causa adelgazamiento y elongacion de la pared externa, y engrosamiento y acortado de la pared interna. Como consecuencia hay una tendencia en las paredes internas y externas de ser forzadas hacia el lado opuesto para causar el aplanamiento de la sección transversal del tubo. Debido a esta tendencia de aplanamiento, el radio mínimo del doblez R al cual se puede doblar el tubo es alrededor de 1,5 veces el diámetro D cuando se usa un mandril, 3,0 veces D cuando no se usa el mandril. El valor exacto depende del factor de pared WF, que es el diámetro dividido por el espesor de la pared T. Valores mas altos de WF aumentan el radio mínimo del doblez; esto es, el doblado de tubos es mas difícil para las paredes delgadas. Ductilidad del material de trabajo es también un factor importante en el proceso.

Se usan varios métodos para doblar tubos (y secciones similares). El doblado por extensión se realiza extendiendo y doblando el tubo alrededor de un bloque de forma fija. El doblado por arrastre se realiza fijando el tubo contra un bloque formador y arrastrando el tubo a trazos del dobles por rotación del bloque, se usa una barra de presión para soportar el trabajo al ser doblado. En el doblado por compresión se usa una zapata deslizante para envolver el tubo alrededor del contorno de un bloque de forma fija. El doblado con rodillos asociado generalmente con el formado de material laminar se usa también para doblar tubos y otras secciones.

BIBLIOGRAFÍA

• LAWRENCE E. DOYLE; CARL A. KEYSER; JAMES L. LEACH; GEORGE F. SCHRADER; MORSE B. SINGER. MATERIALES Y PROCESOS DE MANUFACTURA PARA INGENIEROS. EDITORIAL PRENTICE HALL, TERCERA EDICIÓN

• MIKELL P. GROOVER. FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA. EDITORIAL PRENTICE HALL.

• WWW.CAP.CL

• WWW.PUC.CL

CONCLUCION

En este informe logramos advertir, distintos procedimientos sin arranque de viruta, para lograr materiales o piezas con un acabado aceptable para nuestros requerimientos, a través de distintos métodos y con distintos tratados, ya sea térmicos como lo son la fundición, el forjado, por medio de generar presión sobre otro material para dar uno nuevo como lo son el trefilado la extrusión. Además el trabajar con polvos de distintos metales donde mezclamos el trabajo térmico y el de presión sobre estos materiales para lograr el producto deseado, estos procesos pueden realizarse tanto en secciones pequeñas como en grandes, además logrando una deformación plástica permanente en el material hasta con en su geometría inicial.

36