Deformación de metales
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Deformación de metal. Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica.Hay que destacar que es un proceso de conformado de metales en el que no se produce arranque de viruta, con lo que se produce un importante ahorro de material respecto a otros procesos, como por ejemplo el mecanizado.
Sumario
Elaboración de piezas
- Se puede realizar a temperatura ambiente (deformación en frío) o elevando la temperatura del material (deformación en caliente).
- Se aplica principalmente a los metales, aunque también se emplea en la obtención de piezas de plástico (termoconformado).
- Algunos metales (Au, Cu, Ag) se deforman bien en frío, pero otros (materiales férreos) son difíciles de deformar en frío. En muchas ocasiones se elige la deformación en frío, siempre que el material y la pieza lo aguanten, pues se obtienen unas propiedades mecánicas superiores y un mejor acabado de la pieza. Además se ahorra energía al no tener que calentar el material y las herramientas a emplear no tienen que soportar grandes temperaturas. Por el contrario, las máquinas empleadas en la deformación en frío han de ser más potentes.
Deformación
En caliente
- Colada continua
- Laminación
- Forjado
Dentro de la forja se encuentran los procesos siguientes
- Extrusión
- Estirado
- Recalcado
- Estampado
En frío
- Embutición
- Laminación
- Forja
- Estampación
- Extrusión
- Doblado y curvado
- Trefilado y estirado
Colada continua
Consiste en llenar un recipiente (cuba) con metal fundido procedente de un horno emplea do para obtener acero. El metal cae de la cuba y se introduce en un molde refrigerado sin fondo donde se solidifica y se obtiene así una tira continua de sección semejante a la del molde Esta tira cae en vertical y al apoyarse sobre unos cilindros, a medida que avanza, se va colocando horizontal hasta ser cortada mediante sopletes, que se mueven a la misma velocidad que la plancha.
Laminación
Es un procedimiento que consiste en modificar una masa metálica haciéndola pasar entre rodillos superpuestos, que giran en sentido opuesto. Se efectúa normalmente en caliente; sin embargo, existe la laminación en frío. En la laminación en frío los metales adquieren acritud al deformarse, por lo que se someten a un tratamiento de recocido al final de la operación, e incluso en una etapa intermedia.
Tren de laminación: es una agrupación de varios laminadores o cajas relacionadas entre sí, de modo que el material a laminar pasa sucesivamente por cada una, hasta completar el ciclo de elaboración.
Un laminador elemental estaría constituido por las siguientes partes: dos o más cilindros, normalmente horizontales; un bastidor que soporta los asientos de los cilindros; y un sistema de ajuste de los cilindros formado por espárragos roscados, llamados tornillos de presión. Todo el conjunto recibe el nombre de caja de laminación.
Forjado
La forja es un procedimiento de conformación por deformación que se realiza sometiendo al metal a esfuerzos violentos de compresión repetidos, una vez calentado a temperaturas superiores a la de recristalización pero inferiores a las de fusión.
A estas temperaturas no sólo puede darse a los metales grandes deformaciones con pequeños esfuerzos; sino que la magnitud de la deformación es prácticamente ilimitada, sin que se produzca nunca acritud.
También se puede realizar un forjado en frío cuando se producen pequeñas piezas por martilleo (tornillos, varillas, arandelas, etc.) o cuando se quieren mejorar las propiedades mecánicas de los metales. En el forjado en frío las máquinas empleadas son prensas de mayor potencia que las empleadas en el forjado en caliente
La forja puede ser:
- Forja libre esta no impone ninguna forma específica a la herramienta.
- Forja con estampa (estampación) esta requiere la construcción de una estampa que reproduce la forma y dimensiones de la pieza a forjar
Extrusión
Es la operación en la cual una masa de material dúctil fluye a través de un orificio por medio de un impacto o una fuerte compresión, ocasionada por un émbolo o punzón, para formar una pieza de sección constante, hueca o no, y cuya longitud depende básicamente de la aportación de material efectuada.
La norma cubana NC 09-01 divide los procesos de extrusión en cuatro tipos de acuerdo con la dirección en que fluye el material con respecto a la dirección de aplicación de la fuerza.
Estos cuatro tipos son los llamados
- Extrusión simple en esta el material fluye en la misma dirección en que actúa el punzón.
- Extrusión revertida el material fluye en sentido inverso en la dirección en que actúa el punzón.
- Extrusión combinada se produce una combinación de los dos sentidos de flujo.
- Extrusión lateral el flujo del material tiene lugar a través de orificios laterales de la matriz
Por este procedimiento se obtienen perfiles o tubos de secciones perfectamente uniformes y excelente acabado.
La extrusión puede hacerse en caliente o en frío.
Estirado y trefilado
Son dos procedimientos de conformación por deformación plástica casi idénticos que consisten en hacer pasar el material de aportación por una matriz o hilera de forma determinada. Es procedimiento se realiza en ambos casos en frío
La diferencia entre ambos procedimientos consiste en el objetivo que se persigue
- En el estirado se efectúa la reducción de la sección para obtener formas y dimensiones determinadas.
- En el trefilado se desea reducir la sección (normalmente circular) al máximo.
Tratamientos térmicos
Recocido del hierro
Acero
- A veces se perjudica y hasta se estropea por completo el acero, al recocerlo exageradamente; el acero calentado a temperatura demasiado elevada puede contraerse malamente al templarse, además de reducir su duración de modo considerable. El acero nunca debe calentarse mas del rojo cereza pálido, siendo ese color mas bajo que el necesario para el temple. Debe además calentarse lentamente y de modo que toda su superficie y su interior queden calentados con uniformidad.
- Cuando se trata de objetos pequeños de acero, se calientan al rojo cereza en fuego de carbón, después se entierran en aserrín contenido en un caja de hierro, y se cubre el aserrín con ceniza. En esta caja se tiene el acero hasta que se enfrié.
- Se calienta primero el acero al rojo, se deja enfriar hasta que este casi negro, y se introduce entonces en agua de jabón. El acero puede recocerse de este modo y queda mucho mas suave que cuando se enfría en cenizas.
- Se calienta en acero al rojo, se pone en sitio oscuro, enfriándolo al aire hasta que no se vea el rojo en la oscuridad, y por ultimo se enfría en agua caliente
Recocido del cobre
El cobre se endurece casi siempre en muflas, donde se eleva a la temperatura conveniente y luego se deja enfriar. Hay que procurar que el cobre no se caliente demasiado tiempo, ni a temperatura superior a la debida, porque se quema, quedando de color amarillo con estructura granular gruesa o extraordinariamente frágil, mas aun al rojo que frío.
Ver también
Fuentes
- Conformación de metales. Editorial Pueblo y Educación. Gallardo, Manuel
- [Tratamiento]
