PROCESOS DE DEFORMACIÓN VOLUMÉTRICA EN EL TRABAJO DE METALES

TRATAMIENTO EN CALIENTE Y FRIO DE LOS METALES

TRABJO EN CALIENTE

Este termino se refiere al trabajo de un material precalentado.

VENTAJAS: los esfuerzos de fluencia son bajos, de ahí que las fuerzas y los requerimientos de potencia sean relativamente bajos, y se pueden deformar incluso grandes piezas de trabajo con equipo de tamaño razonable.

La ductilidad es alta, por lo que se pueden realizar grandes deformaciones y generar formas complejas en las piezas.

DESVENTAJAS: se requiere de energía para calentar la pieza de trabajo hasta una temperatura elevada.

Las variaciones en las temperaturas de acabado pueden conducir a tolerancias dimensionales muy amplias y a un conjunto menos definido de las propiedades en la condición de trabajado en caliente.

El trabajo en caliente se puede llevar a cabo por: formado no isotérmico, formado isotérmico y trabajo controlado en caliente

TRABAJO EN FRIO

Se refiere al trabajo a temperatura ambiente. VENTAJAS: en ausencia de enfriamiento y

oxidación se pueden obtener tolerancias mas cerradas, un mejor acabado superficial y también paredes mas delgadas.

Las propiedades finales de la pieza de trabajo pueden controlarse con exactitud y, si se desea, retener la resistencia elevada obtenida durante el trabajo en frio; asimismo si se necesita ductilidad elevada, es posible controlar el tamaño del grano para aprovechar el recocido.

DESVENTAJAS: los esfuerzos de fluencia son elevados, de ahí que también lo sean las presiones en la herramienta, las fuerzas de deformación y los requisitos de potencia.

La ductilidad de muchos materiales es limitada, lo que restringe la complejidad de las formas que se pueden producir facilmente.

LAMINADO El laminado es un proceso de deformación en

el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos. Los rodillos giran para jalar del material de trabajo y simultáneamente apretarlo entre ellos

LAMINADO PLANO La mayoría del laminado se realiza en

caliente debido a la gran cantidad de deformación requerida, y se le llama laminado en caliente.

Los metales laminados en caliente estan generalmente libres de esfuerzos residuales y sus propiedades son isotrópicas.

Las desventajas del laminado en caliente son que el producto no puede mantenerse dentro de tolerancias adecuadas, y la superficie presenta una capa de oxido característica.

Análisis d=t(1) – t(2) donde: d=draft (mm),

t(1)=espesor inicial (mm) y t(2)=espesor final (mm)

r=d/t(1) donde: r=reduccion Esparcido t(1)w(1)L(1)=t(2)w(2)L(2)

donde: w es el ancho de trabajo antes y despues (mm) y L son las longitudes (mm). Es una relacion entre el ancho y espesor.

s=(v(2) – v(r))/v(r) donde: s=deslizamiento hacia adelante, v(2)=velocidad final (m/s) y v(r)=velocidad de rodillo (m/s)

E=ln(t(1)/t(2)) donde: E=esfuerzo real d(max)=μ²R donde: d(max)= draft maximo

(mm), μ=coeficiente de friccion y R=radio del rodillo.

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 procedimiento incluyen

perfiles de construcción como vigas en I, en L y canales en U.

La mayoría de los principios aplicados al laminado plano son también aplicados al

laminado de perfiles. Los rodillos formadores son mas complicados

MOLINOS LAMINADORES

FORJADO

El forjado es un proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre do troqueles, usando el impacto o presión gradual para formar la pieza.

FORJADO EN TROQUEL ABIERTO Consiste en comprimir una pieza de sección

cilíndrica entre dos troqueles planos. Esta operación de forjado conocida como recalcado o forjado para recalcar, reduce la altura del trabajo e incrementa su diámetro

ANALISIS E=ln(h(1)/h(2)) donde: E=deformacion real,

altura inicial (mm) y h(2)=altura de un punto intermedio

F=Y(2)A donde: F=fuerza (N), A=area de la seccion transversal (mm²) y Y(2)=esfuerzo de fluencia

K(2)=1+(0.4μD)/h donde: K(2)=factor de forma del forjado, D=diametro, μ=coeficiente de friccion y h=altura de la pieza.

FORJADO CON TROQUEL IMPRESOR

Llamado algunas veces forjado en troquel cerrado, se realiza con troquel que tiene la forma inversa de la requerida para la pieza.

Al cerrarse el troquel y llegar a su posicion final, el metal fluye mas allá de la cavidad del troquel y forma una rebaba en la pequeña abertura entre las placas del troquel.

FORJADO SIN REBABA

El forjado sin rebaba impone ciertos requerimientos sobre el control del proceso, mas exigentes que el forjado con troquel impresor. Mas importante es que el volumen de material de trabajo debe igualar al volumen de la cavidad del troquel dentro de muy estrechas tolerancias.

El equipo que se usa en forjado consiste en maquinas de forja, que se clasifican en:

Martinetes de forja Prensas de forjado Troqueles de forjado