CONFORMACIÓN POR DEFORMACIÓN

1. CONFORMACIÓN POR DEFORMACIÓN

2. ÍNDICE • 1. INTRODUCCIÓN • 2. FORJA • 2.1 Forja a mano • 2.2 forja mecánica • 3. ESTAMPACIÓN • 3.1 Estampación en frío • 4. EXTRUSION • 4.1 Extrusión en caliente • 4.2 Extrusión en frio • 5. LAMINACIÓN • 5.1 Tipos de laminadores • 5.2 Trenes de laminación • 6. ESTIRADO • 6.1 Operación de estirado • 7. TREFILADO • 7.1 Diferencias entre trefilado y estirado • 7.2 Operación de trefilado • 5. LAMINACIÓN • 5.1 Tipos de laminadores • 5.2 Trenes de laminación • 6.ESTIRADO • 6.1 Operación de estirado • 7. TREFILADO • 7.1 Diferencias entre trefilado y estirado • 7.2 Operación de trefilado

3. 1. INTRODUCCIÓN • Una característica importante de los metales es que se pueden conformar fácilmente para obtener piezas de distinta geometría. • Si se somete a esfuerzos varía su red cristalina y se originan dos tipos de deformaciones: -Elástica: los átomos recuperan su posición original al cesar el esfuerzo. -Plástica : los átomos no recuperan su posición inicial al crear el esfuerzo. • El conformado más habitual se realiza por medio de la deformación plástica

4. Según la temperatura del proceso se diferencian: • Conformado en frío: por debajo de la temperatura de recristalización del metal. • Conformado en caliente: por encima de la temperatura de recristalización del metal.

6. 2.FORJA • Consiste en dar forma a los metales sometiéndolos a esfuerzos violentos de compresión generalmente en caliente, que pueden ser repetitivos o continuos. • Fases • Calentamiento • deformación • enfriamiento • Los metales se calientan a una temperatura superior a la de recristalización, para evitar un efecto denominado acritud; y menor que la de fusión , para evitar que se funda o sufra el efecto quemado.

7. La acritud consiste en el endurecimiento producido al deformar en frío metales o aleaciones. • El quemado: las impurezas que rodean al metal en frío al derretirse y volver a enfriarse quedan en forma de capas en el interior del metal, volviéndolo frágil e inservible.

8. El calentamiento se lleva a cabo en : • Fraguas: los metales se calientan en contacto directo con las brasas. Suele utilizarse para forjar a mano. • Hornos de reverdero: Posee un hogar, donde se quema el combustible, y una chimenea. Se utiliza para forjar a maquina.

9. El enfriamiento se realiza al aire aunque es mejor en el horno, la fragua o un lecho de cenizas. • Estos procedimientos se utilizan para el hierro, acero, aluminio, cobre y zinc • Para otros metales a los que no les afecta el tratamiento térmico y se quiere aumentar su dureza y resistencia se utiliza la forja en frío

10. 2.1 Forja a mano • La forja se empleaba ya en Egipto para fabricar armas y utensilios. Sin embargo, hoy en día no resulta aplicable en la producción a gran escala. • Las barras se deformaban calentándolas en una fragua de carbón, después se apoyaba en un yunque, se sujetaba con una tenaza y se golpeaba con un martillo hasta conseguir la forma deseada

11. 2.2 forja mecánica • Se utilizaban dos tipos de máquinas: • Martillo o martinetes: La compresión se realizaba con golpes repetitivos con un mecanismo hidráulico, mecánico, neumático... Se utilizan para piezas reducidas y de poca masa. • Prensas: la compresión se realiza por presión progresiva y continua. Las prensas pueden ser mecánicas o hidráulicas (presión muy elevada). Se utilizan para piezas de grandes dimensiones.

13. 3.ESTAMPACIÓN • La estampación consiste en someter el metal a un esfuerzo de compresión entre dos moldes de acero o estampas. • Las piezas adquieren la forma de los moldes y la presión se realiza mediante prensas o martinetes.

14. Partes de las estampas: • Estampa superior o martillo: se fija al martinete o a la prensa. • Estampa inferior o yunque: se fija en la mesa de la prensa. • La estampa esta formada por dos piezas o bloques de acero que en su parte interior tienen un hueco o molde para conseguir la forma deseada.

15. Etapas de la estampación: • Obtención de la preforma: la preforma es la porción de material que se coloca en la estampa y que tiene forma similar a la pieza final . Cuanto mas parecida sea , más sencilla será la estampación. • Distribución de la conformación entre ambas estampas: asignar a cada estampa la mitad de la pieza. • Previsión de las rebabas: en las estampas hay una zona destinada a poseer mas cantidad de material para que rebose y no queden huecos. Estas zonas salientes llamadas rebabas se cortan posteriormente.

16. Previsión de salidas: a las paredes de las estampas se les da una inclinación de 5-10º para facilitar la salida de la pieza ya estampada. • Estampas en serie: si la pieza es muy complicada se utiliza un sistema de forjas parciales para obtener de forma más sencilla la pieza final.

17. 3.1 Estampación en frío • Se utiliza para fabricar chapas para automóviles, aviones y electrodomésticos. • Para obtener buenos resultados las chapas de metal deben tener unos requisitos: • Superficie perfecta • Espesor uniforme • Características del material uniformes • Los materiales más utilizados para este método son el acero, el aluminio y sus aleaciones, y el latón.

18. La estampación en frio se realiza en prensas por medio de estampas: • Una se fija en la mesa (matriz) y la otra va unida a la maza (punzón). La chapa se coloca sobre la matriz y se presiona con el punzón. • La estampación en frío es más económica porque no es necesario calentar el material y su acabado es mas perfecto.

20. 4.EXTRUSION • Proceso continuo para dar forma a metales y aleaciones, haciéndolos fluir a presión por medio de un émbolo.

21. 4.1 Extrusión en caliente • Los metales fluyen a presión a temperaturas entre la de recristianización y la de fusión. Tiene más aplicaciones que en frio y se utiliza para metales como plomo, estaño, zinc... y su aleaciones. • Según sea el sentido de movimiento del material con respecto al del embolo: • Extrusión directa: el material fluye en el mismo sentido que el del embolo • Extrusión inversa: el metal es presionado y direccionada en sentido inverso al del embolo • La extrusión en caliente permite la obtención de toda clase de perfiles.

22. 4.2 Extrusión en frio • El material se coloca en el fondo de una matriz y se obliga a que fluya entre las paredes de esta y las del punzón que los presiona fuertemente. • Es necesario emplear materiales muy dúctiles (aluminio, estaño). • La presión del punzón debe ser muy elevada para que al impactar genere calor y facilita la extrusión, directa o inversa. • La extrusión en frio se emplea para pasta de dientes, cremas, condensadores ...

24. 5. LAMINACIÓN • Proceso de conformación plástica en el que el metal se deforma al pasar entre dos cilindros superpuestos que giran en sentido contrario. • A través de sucesivas pasadas se reduce el espesor del material para obtener barras, planchas o perfiles. • Todos los materiales forjados serán aptos para ser laminados

25. La laminación se puede realizar: • En caliente: que es como si fuera una forja continua y debe realizarse entre la temperatura de recristalización y la de fusión. • En frió: se lleva a cabo en temperatura ambiente. Existe el riesgo de que aparezca acritud en los materiales al deformarse por lo cual se somete al material a un proceso de recocido para eliminar tensiones. La laminación en frio se utiliza en la industria del acero cuando se requiere un buen acabado superficial y poco espesor. Se producen tensiones internas y disminuye la capacidad de deformación del acero, para solucionarlo se utiliza el recocido.

26. 5.1 Tipos de laminadores • Los laminadores mas básicos son de dos cilindros pero se suelen utilizar varias combinaciones: • Dúos: Cajas de dos cilindros horizontales de distinto diámetro y si giran a la misma velocidad se cumple: • v= velocidad del cilindro • r= radio del cilindro • Cuartos: cajas de cuatro cilindros en un mismo plano vertical los interiores son más pequeños (verdaderos cilindros de laminación) siendo los exteriores de apoyo. • Sextos: este agrupamiento se conoce como "caja Sendzimir" • Existen agrupaciones de 3, 12 o 20 cilindros.

27. 5.2 Trenes de laminación • Un tren de laminación es un conjunto de varios laminadores dispuestos de manera que el material pase sucesivamente a través de ellos hasta obtener la forma deseada. • El material es arrastrado por fricción, y para ello es necesario una serie de pasadas sucesivas y escalonadas para reducir su espesor. • Muchos de los productos que se obtienen por laminación se utilizan posteriormente en las industrias para obtener productos elaborados. Los más usuales son: chapas , perfiles y tubos

29. 6.ESTIRADO • Proceso de conformación plástica por el cual se produce una disminución de la sección de un material, modificando sus propiedades mecánicas. • Se consigue haciéndolo pasar a través de unos orificios calibrados (hileras). • Para que un metal o aleación pueda ser estirado debe: • Ser suficientemente dúctil. • Ser suficientemente tenaz. • Tener excelente calidad y uniformidad (para evitar la rotura al estirarse).

30. Los metales más frecuentes son: cobre, acero dulce, latones, aluminio ... y sus aleaciones. • El objetivo del estirado es calibrar, endurecer o dar una forma al material mediante adelgazamiento.

31. 6.1 Operación de estirado • Se realiza en unas máquinas horizontales llamadas bancos de estirar. • En ellos se obliga a pasar el material por una boca, en la que se pone un cono mayor o menor dependiendo de la sección de material que se quiera reducir.

33. 7. TREFILADO • El trefilado consiste en reducir el grosor de un producto metalúrgico haciéndolo pasar, mediante tracción, por unos agujeros calibrados. • Tiene el mismo objetivo que el estirado, y se emplea para la fabricación de alambres y de metales redondos.

34. 7.1 Diferencias entre trefilado y estirado

35. 7.2 Operación de trefilado • Se lleva a cabo en máquinas de trefilar que se componen de: • Devanadera: se coloca el rollo de redondo, material de partida. • Hilera: barra se por la que pasa el material de una bobina a otra, y según los materiales son de acero ordinario, al cromo; o diamante ( para hilos muy finos). • Bobina de arrastre: parte que tira del alambre. • Los rollos de acero (fermachine) se depositan en la devanadera y se pasa por la hilera y se engancha a un extremo en la bobina de arrastre. • Así se va enrollando en la bobina y si se producen tensiones se eliminan con el recocido.

36. Todo ese conjunto de elementos constituyen una máquina trefiladora simple. También existen trefiladoras múltiples en las que el alambre pasa de manera continua por hileras sucesivas. • El trefilado tiene gran importancia por su aplicación a la industria y se utiliza para fabricar alambre, cables, joyas, ejes, radios de bicicletas ... • Se pueden obtener alambres de décimas de milímetros.

37. VIDEO DE LAMINACIÓN Y FORJA

38. Realizado por: • Eduardo Reverte Palomino • Sergio Valdés Fernández • Joaquín Gutiérrez Romeral