Perú- Lima, 2015Diseñado por Amado de Dios (amado_dedios@hotmail,com) Página 1

LAMINADO PLANO Y FORMADO DE LAMINADO DE

METALES

Universidad Ricardo PalmaEscuela Académico Profesional de Ingeniería Industrial

Facultad de Ingeniería

Profesor:

Amado Crisógono Castro Chonta

Curso:

Procesos de Manufactura I

Laboratorio Nº 7

1. Objetivo

Conocer las tecnologías del proceso de manufactura del laminado plano, y formado del laminado de metales, y el funcionamiento de las máquinas utilizadas en este proceso.

Conocer los procesos de manufactura de laminado en caliente y frío. Conocer las ventajas y aplicaciones de este proceso. Reconocer los materiales y herramientas que fueron utilizadas en los

videos expuestos.

2. Fundamentos Teóricos:

Laminado de metales:

Es un proceso de deformación en el cual el espesor de la tira metálica se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos movido cada uno por motores eléctricos. Los rodillos giran, para jalar el material de trabajo y a la vez apretarlo entre ellos. Además de la obvia deformación volumétrica, también se produce deformación en la estructura del material, lo que también indicará si el material se ha endurecido o no. Este proceso requiere equipo pesado llamados molinos laminadores o de laminación.

Tipos de laminado:

LAMINADO EN CALIENTE:

La mayoría del laminado de metales se realiza en caliente debido a la gran cantidad de deformación requerida. Los metales laminados en caliente están normalmente libres de esfuerzos residuales y sus propiedades son isotrópicas.

Consiste en rodillos entre los cuales se introduce el metal a altas temperaturas y se deforma hasta obtener el espesor deseado, estos giran jalando el metal de trabajo y simultáneamente lo aprietan entre ellos.

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La deformación plástica en caliente se realiza llevando el material a altas temperaturas. Estos procesos permiten la modificación de la estructura cristalina y el tamaño de grano.

Los rodillos giran para jalar el material de trabajo y simultáneamente apretarlo entre ellos aplicando una presión radial. Lo que conlleva a que el espesor se reduzca, a una cantidad llamada tiro (draft).

El laminado aumenta usualmente el ancho del material de trabajo. Esto se llama ensanchado (spreading). En este proceso existe la conservación del material, de tal manera que el volumen del metal que sale de los rodillos es igual al volumen que entra.

LAMINADO EN FRIO:

El laminado en frió hace más resistente el metal y permite obtener tolerancias deseadas. Además la superficie del material está libre de incrustaciones u oxido. Por ello, los rollos, laminas, etc. Obtenidos en frió son ideales para el estampado de paneles exteriores y otros productos.

La relación de espesor de entrada a los rodillos frente al espesor de salida es menor que en el caso de laminado en caliente, necesitándose varias pasadas hasta completar el proceso

MOLINOS LAMINADORES

El molino de laminación básico consiste en dos rodillos opuestos y se llaman molino de laminación de dos rodillos. Los rodillos en estos molinos tiene diámetros de 2 a 4,5pies, y los rodillos pueden ser o no reversibles. Teniendo lo siguiente:

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Molino no Reversible, Los rodillos giran siempre en la misma dirección y el trabajo siempre pasa a través del mismo lado.

Molino Reversible, Permite la rotación de los rodillos en ambas direcciones, de manera que el trabajo puede pasar a través de cualquier dirección.

TIPOS DE MOLINOS

a) Molino de dos rodillos.

Fue el primero y el más simple pero su capacidad de producción tiende a ser baja debido al tiempo que se pierde al tener que regresar el metal al frente del tren o molino.

b) Molino de tres rodillos.

Tienes las ventajas de los molinos reversibles de dos rodillos. Estos molinos deben tener mesas elevables en ambos lados de los rodillos. La holgura en un molino de tres rodillos no puede ser ajustada entre pasadas, por ello deben cortarse ranuras o canales en la superficie del rodillo para lograr diferentes reducciones.

c) Molino de cuatro rodillos

En los molinos de cuatro rodillos se usan dos rodillos de diámetro menor para hacer contacto con el trabajo y dos rodillos detrás como respaldo.

d) Molino en conjunto o racimo

Es otra configuración que permite el uso de rodillos menores contra el trabajo.Debido a las altas fuerzas de laminado, los rodillos menores podrían desviarse elásticamente con el paso de la laminación, sí no fuera por los rodillos más grandes de respaldo que los soportan.

e) Molino de rodillos tándem

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Se usa para lograr altas velocidades de rendimiento en los productos estándar. Esta configuración consiste en una serie de bastidores de rodillos.

3. Materiales, instrumentos y equipos a utilizar

Horno de fundición y horno eléctrico. Metal fundido y recién solidificado. Molino de dos rodillos. Lupias o planchas de cobre o aluminio. Barras cilíndricas y cuadradas. Instrumentos de medición.

4. Detalles de la parte experimental

Operaciones de laminación:

El trabajo empieza con un metal fundido y recién solidificado. Aún caliente, el lingote se coloca en un horno donde permanece varias horas, hasta alcanzar una temperatura uniforme en todo el cuerpo, para que pueda fluir normalmente durante el laminado.

Para el acero la temperatura de laminación está alrededor de los 1200°C.

Formas Intermedias: El lingote recalentado pasa al molino de laminación, donde se lamina para convertirlo en unas “formas intermedias”. Estas formas son luego laminadas para convertirlas en productos finales:

Lupias.- Tiene una sección transversal de 6pulg. o mayor. Las lupias se laminan para generar perfiles estructurales y rieles para ferrocarril.

Tocho. - Se lamina a partir de una lupia y es cuadrado con dimensiones de 1.5pulg. por lado o mayor. Los tochos se laminan para producir barras y varillas.

Planchón.- Se lamina a partir de un lingote o de una lupia y tiene una sección rectangular de 10pulgadas de ancho o más, y un espesor de 1,5pulgadas o más. Estas se laminan para convertirlas en placas, laminas y tiras. Las placas laminadas en caliente se usan para la construcción de otros productos.

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Laminado de perfiles.

En el laminado de perfiles, el material de trabajo se deforma para generar un contorno en la sección transversal. Los productos hechos por este proceso incluyen perfiles de construcción como vigas en I, en L y canales en U, vías de ferrocarril y barras redondas y cuadradas

El proceso se realiza pasando el material de trabajo a través de rodillos que tienen impreso el reverso de la forma deseada. Los rodillos para este proceso son complicados, y el material inicial de forma cuadrada. Por la forma de los molinos, para evitar agrietamientos o torceduras se realiza lentamente y de manera gradual utilizando rodillos horizontales y verticales para lograr una reducción consistente del material de trabajo.

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Otras operaciones de laminado:

Laminado de anillos. Es un proceso de deformación que lamina las paredes gruesas de un anillo para obtener anillos de paredes delgadas, pero de un diámetro mayor. Conforme el anillo de paredes gruesas se comprime, el material se alarga, haciendo que el diámetro del anillo se agrande. Este proceso se aplica en caliente para anillos grandes y en frió para anillos pequeños.

Laminado de cuerdas. El laminado de cuerdas se usa para formar cuerdas en partes cilíndricas mediante su laminación entre dos dados. Es el proceso comercial más importante pues permite obtener pernos, tornillos, etc. Las velocidades de producción pueden ser muy altas, por lo cual es un proceso rápido; algunas otras ventajas son la buena utilización del material, cuerdas fuertes por el endurecimiento por trabajo, superficies lisas, mejor resistencia a la fatiga por los esfuerzos de compresión que se introducen durante el laminado.

Laminado de engranajes.

Proceso en frío que produce ciertos engranes, y es similar al laminado de cuerdas. El laminado de engranes también posee una alta velocidad de producción, buena resistencia a la fatiga y menos desperdicio de material.

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5. Cuestionario

1. ¿Hacer un DOP de este proceso de manufactura y explicar cada operación del laminado plano de metales?

2. ¿Hacer un DOP de este proceso de manufactura y explicar cada operación del laminado de perfiles de metales?

3. ¿Hacer un DOP del proceso de manufactura y explicar cada operación del laminado de cuerdas?

4. ¿Hacer una ilustración esquemática de la secuencia de operaciones para el laminado plano de metales y para el laminado de perfiles?

5. ¿Qué características deben de poseer los metales o aleaciones para este proceso?

6. ¿El proceso de manufactura de laminado plano y de perfiles de metales requieren de varios parámetros que deben controlarse para tener una producción uniforme? ¿Cuáles son y discutir cada uno?

7. ¿Cuáles son las ventajas y limitaciones de cada uno de estos procesos de manufactura del laminado plano y del laminado de perfiles?

8. En un bastidor o molino de laminación ¿Cuál es el dispositivo principal encargado de hacer el laminado?, y de los visto en el video de laminación del aluminio ¿A qué temperatura se encuentra?

9. Durante el proceso de manufactura de laminado en caliente ¿qué líquidos y en qué proporción se utilizan como medio de refrigeración entre los rodillos y el lingote y para qué?

10.¿En un proceso de manufactura de laminación en caliente, para que el proceso de formado sea eficiente cuáles son los dos factores que deben ser constantemente revisados, tanto en el inicio como en el momento del formado?

11.En el proceso de manufactura del laminado del acero ¿la barra debe volver a ser calentada? De ser así, ¿aproximadamente entre que temperaturas debe estar?

12.¿Cuáles son las bondades del laminado en frio?13.¿Hacer una breve descripción puntual del proceso del laminado del

acero?

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14.Aplicaciones y usos de los procesos de manufactura de laminado.15. Presentar tres problemas de laminado plano y tres problemas de

laminado de perfiles, discutir y explicar cada cálculo?

6. Bibliografía

Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas, http://books.google.es/books.

http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/PDF/cap-31.pdf

http://images.google.es/images.

Artículos de la Industria del Formado de Metales, http://www.aida-global.com/spanish/metalforming-articles/

Groover, M. 1997. Fundamentos de manufactura moderna. Materiales, procesos y sistemas. Pearson, Prentice Hall.

Kalpakjian, S. 2008. Manufactura, Ingeniería y Tecnología. Pearson, Prentice Hall. Quinta edición.

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