1.2. Matrices para fundición a presión.
Reciben el nombre de matrices los moldes metálicos utilizados para la fundición a presión. La elevada presión y temperatura que deben resistir exige el empleo de materiales y detalles en su construcción totalmente distintos a los empleados en el moldeo a coquilla.
Constan normalmente de cuatro elementos principales: matriz fija de cubierta, matriz móvil de eyección, placa de eyección, y macho.
-Matriz fija de cubierta: se fija en la, mesa de la prensa. Lleva moldeada una o varias caras exteriores de la pieza a fabricar, pero nunca deben llevar machos o salientes, que deben ir siempre a la matriz móvil, para que la pieza fundida quede agarrada a esta matriz.
-Matriz móvil de eyección: debe ir sujeta a la parte móvil o carro de la máquina. Lleva el saliente principal de la pieza, en el que queda prendida, y del que es extraída por las barras de eyección o expulsión. Lleva también los conductos de colada, las guías de acoplamiento a la matriz de cubierta y los conductos de refrigeración.
-Placa de inyección: contiene los dispositivos de extracción de la pieza. Consta de unos punzones fijos a esta placa que atraviesan la matriz de eyección y empujan la pieza fundida, obligándola a desprenderse del molde.
-Macho: el macho debe separarse una vez que ha cumplido su misión. Hay muchos sistemas. Al terminar la extracción y juntarse las matrices, el macho vuelve a su posición inicial.
1.3. Operaciones de acabado en piezas fundidas.
Las piezas fundidas después de la colada, deben pasar por unas operaciones de acabado para eliminar los restos de arena, rebabas, bebederos y mazarotas adosados: Dichas operaciones son de dos clases: limpieza y desbarbado.
-Limpieza de piezas fundidas:
Tiene por objeto eliminar los restos de arena adheridos a las piezas. Se realiza por proyección de arena o granalla, a presión en cámaras apropiadas, manual o también mecánicamente. Por rotación en un tambor adecuado. La limpieza se verifica por choque mutuo, aunque a veces se añaden pequeñas piezas de fundición que multiplican los efectos de la operación. Por último, puede hacerse por chorro de agua a presión, hasta 160 at, en unas instalaciones de ciclo continuo. El operario dirige la boquilla de proyección desde el interior de la cabina, sobre la pieza situada encima de la plataforma giratoria. El agua arrastra la aren y las partículas metálicas al depósito de decantación para su recuperación posterior.
-Desbarbado de piezas fundidas: La eliminación de las grandes rebabas, bebederos y mazarotas se efectúa con ayuda de aparatos diversos, una vez limpias las piezas.
Para las rebabas se emplean cinceles neumáticos o muelas de disco. Los bebederos y mazarotas se cortan con sierra de disco abrasivo y los restos se eliminan por amolado.
2. FORJADO:
La conformación por deformación plástica aprovecha la capacidad de conformación de deformación de los metales para provocar en ellos desplazamientos de masa, más o menos acusados, según las características del metal y la temperatura de aplicación del proceso. Como consecuencia de ello se produce también la alteración de la estructura interna del metal y la modificación de sus propiedades mecánicas.
Es un procedimiento de conformación por deformación plástica en el que, además de los esfuerzos exteriores, se emplea energía térmica; es decir, es un procedimiento de trabajo en caliente.
La forja puede ser libre o con estampa. La primera no impone ninguna forma específica a la herramienta; la segunda requiere la construcción de una estampa que reproduce la forma y dimensiones de la pieza a forjar. Los efectos de la forja, son los siguientes:
-Eliminación de defectos internos: el aplastamiento de la masa del metal, produce el aplastamiento de las cavidades internas, cuyas paredes, si no están oxidadas, se unen íntimamente quedando perfectamente soldadas.
De la misma forma, las segregaciones, por defecto de la presión y el calor combinado, resultan disminuidas, mejorando la homogeneidad del material.
-Afinado del grano: depende de la temperatura de trabajo y de la velocidad de deformación. En unos casos se logra la disminuir el tamaño del grano y en otros se logra una mejor disposición de las fibras. En ambos casos mejoran las propiedades mecánicas del metal.
1. Forja mecánica:
La conformación por forjado de grandes piezas o el forjado en serie se realiza siempre con la ayuda de las máquinas.
Si el trabajo por deformación es por choque, se llaman martinetes, si es por presión, se llaman prensas. Las diferentes variantes, se exponen a continuación:
De caída.
-Martinete mecánico. De ballesta.
Trabajo por choque. De compresor externo
(Martinete) -Martinete neumático. Auto compresor.
-Martinete de vapor. De simple efecto.
De doble efecto.
–Mecánica Excéntrica.
De fricción.
Trabajo por presión.
-Hidráulica.
1.1. Martinete para la forja mecánica:
El martinete, martillo pilón o simplemente martillo trabaja por impacto de una maza, la caída libre o forzada, sobre la pieza a forjar apoyada en un yunque.
La forma de accionar la maza es lo que sirve para diferenciar los martinetes.
a) Martinete mecánico: El sistema de propulsión de la maza es mecánico. Puede ser de caída libre o de ballesta.
-De caída libre: El mecanismo levanta la maza a una altura determinada y en este punto la suelta, cayendo aquélla por su propio peso.
-De ballesta: En este martinete se emplea una ballesta para absorber las reacciones que se producen tras los golpes.
b). Martinete neumático: En el martinete neumático, la maza es solidaria al embolo de un cilindro neumático. Los hay de dos tipos: el auto compresor y el de compresor externo o neumático propiamente dicho.
-Auto compresor: El motor del martinete mueve el mecanismo de biela-manivela de un cilindro compresor; el aire así comprimido pasa al cilindro de utilización a través de las válvulas que controlan la carrera de la maza.
-De compresor externo. El aire comprimido llega al cilindro de trabajo procedente de un compresor independiente. El mando de este cilindro se efectúa por medio de un distribuidor, controlado por una combinación de palancas que maneja el operario. Pueden ser de simple efecto, si únicamente levanta la maza (que después caerá por su propio peso), y de doble efecto, cuando además la impulsa con fuerza en la carrera descendente.
c). Martinete a vapor: Es muy semejante al martinete neumático. Se construye de simple efecto y doble efecto. Los martinetes grandes son de dos montantes y de simple efecto, porque la acción de caída libre de la maza es suficiente para producir el golpe necesario.
1.2. Prensa para forja mecánica:
La diferencia fundamental con el martinete estriba en la forma de aplicación de la fuerza deformadora. La maza es sustituida por un carro o corredera que actúa por presión progresiva. Además, la corredera de la prensa está siempre bajo control, cosa que no ocurre con el martinete de caída libre.
La prensa empleada puede ser mecánica o hidráulica.
a) Prensa mecánica: La más utilizada es la de fricción. La prensa de excéntrica tiene aquí escasa importancia; en cambio es muy utilizada para la estampación en frío de la chapa.
En la prensa de fricción, la fuerza de prensado se obtiene a partir de la energía cinética del volante que la transmite a la corredera, unida a él por un husillo. El movimiento alternativo de la máquina lo proporcionan dos discos desplazables, que mueven el volante en uno u otro sentido, según sea el disco que trabaja. La transmisión del movimiento es posible gracias a la fricción de la superficie frontal de los discos con la periferia del volante, que lleva una llanta de material adecuado.
b) Prensa hidráulica: La presión de trabajo es suministrada por uno o más cilindros óleo hidráulico cuyos émbolos están a la corredera. La carrera de retroceso está asegurada por unos cilindros auxiliares.
Otros órganos de la prensa son las válvulas de mando, las bombas de impulsión del fluido y los acumuladores. Estos últimos son unos dispositivos capaces de contener aceite a alta presión y que actúan como depósitos de reserva de potencia. Casi todos son hidroneumáticos; es decir, la precompresión la realiza un compresor de aire y el aire comprimido, a su vez, comprime el aceite.
3. ESTAMPADO:
3.1. ESTAMPACION EN CALIENTE.
La estampación en caliente no es más que un forjado mecánico en el que se emplea un molde o estampa para conformar la pieza. Aunque a continuación daré una definición más exacta y más técnica de la estampación en caliente.
La estampación metálica en caliente consiste en someter a un metal, por medio de una prensa o martinete, a un esfuerzo de compresión entre dos moldes de acero denominadas estampas.
Las estampas están formadas por dos piezas, la estampa superior o martillo y la inferior o yunque. La superior se fija en la corredera de la prensa y la inferior en la mesa.
3.1.1. Sujeción de las estampas y guías.
Si son de pequeña dimensión van provistas de mangos cilíndricos, que se fijan en el porta machos de la corredera de la prensa.
Si son grandes y de forma rectangular se sujetan por medio de colas de milano De cara a centrar y absorber esfuerzos axiales, se disponen de bulones guías.
3.1.2. Proyecto de una estampa.
1º.-Determinar la preforma:
Definir la porción de material a estampar, que se coloca en la estampa. Asignar dimensiones y forma. Cuanto más se aproxime a la forma de la pieza más fácil será la estampación.
2º.-Distribuir la conformación entre las estampas:
Si la pieza es simétrica se asigna a cada media estampa la conformación de media pieza. Pero si es asimétrica, se distribuye el material favoreciendo su flujo, independiente de la superficie de separación. En el caso de planos inclinados, las fuerzas laterales deben anularse mediante compensación.
3º.-Previsión de salidas de la pieza.
Para facilitar la salida se le da a las paredes de la estampa una inclinación de 5 a 10 grados, que además sirve para facilitar el flujo y llenado.
4º-Previsión de rebabas.
Hay que evitar poner menos material del necesario y excederse, ya que se generan piezas defectuosas y desalineación de las estampas. Esto se evita disponiendo en las estampas de un hueco de rebose de material. Estos huecos se disponen en secciones de fácil rebarbado.
5º-Escalonamiento de la conformación.
Debido a la plasticidad y fluencia, podemos necesitar llenar la estampa en más de una operación. Esto nos obliga a realizar una conformación escalonada.
3.1.3. Materiales para la construcción de estampas.
Las estampas para estampación en caliente deben poseer:
–Resistencia a la compresión.
-Resistencia al choque.
-Resistencia al desgaste.
-Resistencia a elevadas temperaturas.
(si se va a cortar, también resistencia a la cortadura)
El grado de dureza del trabajo a realizar, marcará la elección del material.
Se emplea fundición para estampar materiales blandos y en series inferiores a 100 piezas.
El material idóneo es el acero al carbono de 0.5 a 0.9 de C, pero es muy caro y se emplea solo con grandes matrices de series cortas. En genera se emplean aceros aleados para la construcción de estampas ya que tienen las siguientes características:
-Se obtiene más resistencia en piezas de gran espesor.
-Se templan en aceite, reduciendo las deformaciones y la deformación de grietas.
3.1.4. Construcción de estampas.
Se parte de bloques de acero con relación entre sus dimensiones y la pieza a obtener. Como orientación puedo decir:
-Altura del bloque, de 3 a 6 veces la profundidad del hueco.
-Anchura del bloque, de 2 a 3 veces la anchura del hueco.
-Longitud del bloque, longitud de la pieza + 1.5 veces la profundidad del rebajado sumado a cada extremo.
El proceso suele ser:
1º. -Preparación del bloque, acabando la cara superior.
2º. -Trazado en la cara superior del dibujo de la pieza.
3º. -Mecanizado de los huecos. (electro-erosión, fresadora, etc.)
4º. -Acabado de los huecos a mano, con limas, rasquetas o muelas rotativas manuales.
5º. -Taladrado de las estampas para colocar los bulones-guías.
6º. -Tratamiento térmico.
7º.Comprobación de cotas y rectificado.
Por el procedimiento de estampación en caliente, se fabrican gran cantidad de piezas forjadas, con notable precisión y rapidez, quedando listas para las operaciones de mecanizado posterior por arranque de viruta.
3.2. ESTAMPACIÓN EN FRIO.
Hasta hace relativamente poco era un procedimiento de conformación reservado para los metales dúctiles como el plomo, el estaño, etc., así como para aceros de bajo contenido en carbono para piezas pequeñas. Actualmente es posible estampar en frío aceros aleados bajo ciertas condiciones; éstas consisten básicamente en un recocido previo y una preparación superficial de las superficies. Así mismo, es imprescindible usar prensas hidráulicas, de ciclo de trabajo ampliado, que permiten dosificar al máximo el esfuerzo deformador.
Una estampa endurecida se introduce en una estampa de acero de herramientas recocido por medio de una prensa. Para vencer el rozamiento, la estampa se cobrea y el desplazamiento de la estampa en la superficie rectificada y lubricada con bisulfuro de molibdeno de la matriz se efectúa lentamente. Las prensas de estampación óleo-hidráulicas se pueden regular para velocidades entre 0.002 y 0.02 mm/s para esfuerzos de prensado de hasta 2000 t. Son posibles profundidades de estampación de más de 20 mm. Si debido a la deformación en frío resultase un endurecimiento excesivo de la pieza, ésta debe ser recocida a unos 600ºC y sin estar en contacto con el aire, después de lo cual puede continuar el estampado en el segundo escalón.
3.2.1. Estampas para la estampación en frío.
Los elementos principales, son, punzones y porta punzones, matrices y porta matrices.
Punzones y porta punzones: Se hace de una sola pieza. Puede disponerse de uno o más punzones ensamblados en una base denominada porta punzones.
Matrices y porta matrices: Se hacen de una sola pieza de acero, de forma tronco cónica, y de sección cuadrada o rectangular. En esta pieza se mecaniza el hueco que exija la estampa.
Los accesorios son: topes y guías.
Topes: La colocación de la chapa metálica sobre la matriz de la estampa de corte y el avance de la chapa a medida que se realiza la estampación, se regula de forma automática y precisa por medio de tope, cuyos tipos principales son: rígidos, de balancín, de corte auxiliar.
Guías: Hay varios tipos; un tipo son las guías chapas, que forman un canal por el que se desliza la banda de la chapa. Otro tipo de guía que hay, es la de punzones, que conduce los punzones largos, evitando la flexión o rotura. Las guías de columnas, son barras cilíndricas fijadas en las matrices, y guían a los punzones para lograr un centrado perfecto. Por último, las guías piloto, son pitones fijados en los punzones, extractores o matrices, y sirven para centrar la chapa ajustándolos a un taladro previo practicado en ella.
Por último, los elementos auxiliares son, extractores y alimentadores.
Extractores: Para evitar el enganche o arrastre de la chapa por parte del punzón durante el retroceso, se emplean distintos dispositivos extractores, situados en el punzón o en la matriz.
Los extractores en punzones extraen la chapa, y además sirven de guías a los punzones evitando su desviación. Los extractores en matrices son en general rígidos. El más sencillo es el de puente sobre la cara cortante, que al mismo tiempo sirve de guía de los punzones y de la banda de chapa.
Otras veces el punzón va en la prensa y la matriz en la corredera, invirtiendo la colocación de extractores. Según esto, diferenciamos dos tipos distintos:
Extractores para embutición y plegado: las piezas tienden a amarrarse a la matriz de la que se expulsan por medio de extractores accionados por muelles, caucho o tacos neumáticos.
Extracción por aire comprimido: las piezas pequeñas se extraen fácilmente de la matriz por acción de un chorro de aire comprimido, que sale por una boquilla colocada debajo.
Alimentadores: Generan el avance de la banda metálica entre cada dos ciclos de trabajo.
Hay dos clases distintas de alimentadores, que son los siguientes:
-De rodillos: Formado por dos parejas de rodillos accionados por un acoplamiento al mecanismo de prensa. La chapa avanza entre ellos al recibir impulsos sincronizados, entre cada dos ciclos.
-Rotativos: Si las piezas están medio conformadas, se emplean alimentadores, formados por un disco horizontal, con dientes adecuados que gira accionado por un acoplamiento al mecanismo de la prensa.
3.2.2. Estampas para plegar y curvar.
El plegado puede ser múltiple o simple. En el primer caso la chapa se apoya en dos puntos equidistantes del punto de doblado en el que realizamos el esfuerzo hasta completar el ángulo deseado según la forma del punzón. En el segundo caso debemos estudiar los desplazamientos de cada chapa cuidadosamente y disponer la operación de manera que pueda adaptarse libremente a al forma de la matriz, evitando agarres y esfuerzos innecesarios.
El curvado se realiza con estampas similares a las del plegado, pero con forma apropiada. Si la pieza es de forma complicada, podemos dotar a la matriz de mecanismos que actúan automáticamente al prensar. Las anillas, resortes, ganchos… se obtienen con estampas muy similares a las del curvado y doblado.
El plegado en bordes de forma irregular, se realiza con matrices y punzones apropiados. Esta operación es intermedia entre el plegado y el embutido y se denomina plegado-alabeado.
Los plegados múltiples pueden realizarse en una sola operación, por medio de combinaciones entre matrices y punzones con deslizaderas, patines, balancines y otros accesorios.
3.2.3Otras operaciones.
Arrollado: Se trata de dar un remate para adornar o reforzar el extremo de una chapa, curvándola con un radio muy pequeño. Si se ha de realizar en el borde de un recipiente cilíndrico se denomina boronado. El diámetro mínimo a que puede enrollarse, depende del espesor y de la calidad del material.
Reducido: Consiste en disminuir el diámetro de una pieza en una parte de su longitud.
Acuñado: Se trata de reproducir un relieve en una pieza por medio de una estampa.
4. LAMINACION.
Es un proceso de forja continua que consiste en modificar una masa metálica haciéndola pasar entre rodillos superpuestos, que giran en sentido inverso.
La laminación se efectúa normalmente en caliente, sin embargo, existe la laminación en frío: Los metales laminados en frío adquieren acritud y deben someterse al recocido final de la operación, e incluso en una tapa intermedia.
4.1. Laminación en caliente.
Laminar, como ya he dicho, es una deformación plástica en la que el material es arrastrado a través de dos cuerpos cilíndricos que giran en sentido contrario. Bajo la acción de las fuerzas de compresión el material a laminar experimenta a través del continuo proceso de recalcado un alargamiento en sentido longitudinal así como un ensanchamiento y con ello una disminución de la sección.
El material de partida para la laminación son lingotes fundidos de sección cuadrangular redonda u oval, así como desbastes con sección rectangular. Los lingotes en bruto son laminados para hacer semi productos y productos terminados. Los desbastes en bruto son laminados para chapas y bandas pasando por llantones.
Pasada se denomina el paso del material a laminar a través de un par de cilindros de laminación. Se distingue pasada plana cuando después de una pasada sigue otra pasada en la misma posición y pasada de canto que es la laminación en sentido del ensanchamiento resultante de la pasada plana. Para esto debe girarse 90º el material a laminar.
Mientras que antes los laminadores se disponían uno al lado de otro -tren de laminación abierto- actualmente los laminadores se colocan en grupos uno detrás de otro. Así se llega al tren continuo. Esta disposición proporciona muchas ventajas especialmente en lo que respecta a acortamiento del tiempo de laminación, enfriamiento uniforme, con lo que las tolerancias pueden ser menores al haber menos variación en las medidas, mayor longitud del material laminado. Las exigidas exactas, la regulación precisa y las velocidades constantes pueden conseguirse por medio de motores de corriente continua.
Los laminadores se denominan de múltiples maneras según el material a laminar o los productos terminados de laminación. Así se distingue: trenes de desbaste pesados, medios y ligeros, trenes de semi productos, de vigas, de carriles, de ataguías, de acero en barras… Según la disposición de los cilindros de laminación se distinguen, tren laminador dúo, reversible, doble, etc.
4.2. Laminación en frío.
De la misma forma que aún son laminadas en caliente planchas sueltas de chapa, el laminado en frío sólo se utiliza actualmente para pequeños tamaños especiales y para la laminación en planchas de aceros aleados, así como para aceros especiales.
Las planchas son laminadas en frío en el dúo y en la zona de salida son devueltas a la posición inicial del cilindro superior; tren dúo irreversible. Con frecuencia, el cilindro superior no tiene accionamiento ninguno.
El trío de Lauth consigue un mejor efecto de estirado, debido al cilindro intermedio de menor diámetro, esto es, por ejemplo, 350 mm frente a los 710 mm de los cilindros superior e inferior. En los laminadores cuartos, dos delgados cilindros de trabajo, están soportados por dos cilindros de apoyo de gran diámetro, 1200 mm, para evitar flexiones del material. En los laminadores cuartos se pueden trabajar con sentidos de giro reversibles. Las chapas de acero anchas y duras son laminadas a veces en laminadores quintos. Estos tienen tres cilindros de trabajo delgados, los cuales están soportados por dos cilindros de mayor diámetro. El modo de trabajar corresponde al de l trío. Los laminadores cuarto y quinto hacen mayores disminuciones por pasada.
Para la laminación en frío de bandas se instalan diversas cajas de laminación. En general, se laminan en cajas cuarto y dúos reversibles, en donde la caja dúo sirve a menudo para desbastar, sin embargo, también se instalan a menudo ese tipo de cajas para relaminar bandas recocidas. También se disponen trenes cuarto de varias cajas, en los que la banda es laminada hasta un espesor de 0.2 mm. Para material fino y duro se emplean a menudo cajas de varios cilindros que pueden tener 12 o 20 cilindros. En estas cajas de muchos, los cilindros de trabajo son muy esbeltos, menos de 4 mm de diámetro. Por la que deben estar convenientemente apoyados en los cilindros mayores.
El diámetro pequeño de los cilindros de trabajo es ventajoso frente a los diámetros grandes pues hace disminuir la fuerza de laminación, consiguiendo mejor alargamiento y, por el contrario, disminuyendo el ensanchamiento. Además, es mayor la exactitud en la anchura de la banda.
En la laminación de bandas, la banda sale de una bobina (desbobinadora) y es rebobinada de nuevo en una segunda bobina (rebobinadora) después de la pasada. Con esta disposición es posible reforzar el proceso de laminación por medio de un fuerte esfuerzo de tracción en la banda, la bobina desbobinadora es frenada, de forma que la banda recibe un esfuerzo de tracción por el lado de entrada (tirón de frenado), y la bobina de rebobinado comunica a la banda igualmente un esfuerzo de tracción en la parte de salida (tirón de bobina.) Con este sistema se puede laminar la banda hasta dimensiones muy pequeñas y muy finas sin recocido intermedio.
Los cilindros de trabajo deben tener una dureza suficiente y el núcleo debe ser tenaz. Normalmente están hechos de acero aleado forjado. Son templados en agua, y después revenidos. La dureza de los cilindros de apoyo se mantiene algo menor que la de los cilindros de trabajo. Los cilindros de trabajo deben ser rectificados, ligeramente bombeados debido a la flexión bajo el influjo del esfuerzo de laminación: Los cilindros de apoyo son cilindros en su mayor parte.
El material de laminación y los cilindros deben estar suficientemente refrigerados, empleándose para ello emulsiones de aceite y agua.
5. EXTRUSION.
La extrusión, consiste en moldear o dar perfil a barras metálicas forzando al material en estado pastoso a pasar a través de una tobera o dado con la sección transversal adecuada, empujando con un pistón. La masa dúctil fluye a través de un orificio por medio de un impacto o una fuerte compresión, ocasionada por un émbolo o punzón, para deformar una pieza de sección constante, hueca o no, y cuya longitud depende básicamente de la aportación del material efectuada. Se obtiene perfiles o tubos de sección perfectamente uniforme y excelente acabado. La extrusión puede hacerse en caliente o en frío.
5.1. Extrusión en caliente.
El material se encuentra a una temperatura entre la de fusión y la de cristalización, se comprime fuertemente contra una matriz de forma, fluyendo a través de ella, adquiriendo la forma de la sección recta del orificio de la matriz. Se realiza en prensas generalmente horizontales, accionadas hidráulicamente. La potencia de extruir llega a ser de unos 12.000 Tm.
Procedimientos.
Extrusión directa:
El tocho metálico es colocado en posición el mecanismo de carga junto a un disco de empuje, el punzón introduce el disco y el tocho en el contenedor, comprimiéndose contra la matriz. El tocho se deforma plásticamente y fluye por el orificio.
Después el émbolo retrocede a la posición inicial, donde se le adapta un disco limpiador, entretanto la cizalla o sierra, incorporada a la prensa, separa el material extruido de un residuo o culote, que finalmente será expulsado, junto con los discos de empuje y limpiador por el propio punzón.
Extrusión inversa:
El tocho es colocado en posición por el brazo de carga e introducido en el contenedor por el punzón de carga. Se monta la matriz en le porta matrices situado delante del contenedor y se cambia el punzón de carga por punzón de extruir hueco.
La extrusión se realiza con el punzón hueco comprimiendo el tocho caliente y la matriz contra el disco de empuje, el material fluye hacia atrás, en sentido contrario al avance relativo del punzón. Cuando el contenedor ocupa la posición más adelantada, se corta el culote con una sierra o cizalla.
Después retrocede el contenedor a una posición intermedia y se coloca en la punta del punzón un disco limpiador. Finalmente un nuevo avance del contenedor permitirá la expulsión de la matriz junto con el disco limpiador.
5.2. Extrusión en frió.
Se obliga a una porción del material, colocada en el fondo de la matriz, a deformarse plásticamente, extendiéndose entre las paredes de esta y las del punzón que la comprime. El material debe ser muy dúctil y depresiones de actuación muy elevadas, generalmente aplicadas por impacto, ya que el calor generado favorece la afluencia.
Como se efectúa a temperatura inferior a la de recristalizacìón, el metal adquiere acritud, tanto más acusada cuanto mayor sea la deformación sufrida, traduciéndose en un incremento de dureza y resistencia a la tracción, mientras disminuyen otras propiedades.
Para extrusionar metales resistentes, se emplean prensas mecánicas de fricción y rodillera y prensas hidráulicas. Para metales dúctiles se utilizan prensas horizontales de rodilleras.
Se realiza por flujo directo o extrusión directa y por flujo inverso o extrusión inversa.
Procedimientos.
Extrusión directa:
El punzón entra holgadamente en la matriz, excepto en la zona del cuerpo en la que ajusta perfectamente con ella. Al presionar el material este fluye hacia delante, entre las paredes del punzón y la matriz.
Extrusión inversa:
Es la más empleada. El punzón desciende con fuerza sobre la pastilla de metal depositada en el fondo de la matriz y, al chocar contra ella, el material fluye hacia arriba, en sentido contrario al avance del punzón, llegando a una altura que depende del impacto y del juego de funcionamiento. La pieza extruida permanece agarrada al punzón y es expulsada por un extractor en el retroceso.
6. 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. La temperatura de trabajo es inferior a la de recristalización.
La diferencia entre ambos procedimientos, estriba en la finalidad perseguida: 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.
Tanto el estirado como el trefilado requieren una serie de condiciones tecnológicas que deben cumplirse inexcusablemente; a saber:
-Escalonamiento adecuado a las reducciones de sección. Por tratarse de un proceso de conformación en frío es preciso vigilar para que no se superen los límites que impone cada material, ya que la acritud adquirida provocaría la rotura de la barra o de los órganos de trabajo.
-Construcción de la matriz o hilera, según las exigencias del trabajo. Esto implica dureza y pulido adecuados, así como un ángulo de entrada correcto.
-Material de aportación de buena calidad. Es decir, libre de defectos internos y con la superficie exterior libre de cascarilla.
-Utilización del lubricante adecuado. Para disminuir el rozamiento entre la matriz y el material, lo que se traduce en un mejor acabado y en una reducción de las solicitaciones de tracción que aquel debe resistir.
6.1. Proceso operativo en el estirado.
A grandes rasgos es el siguiente:
-Decapado del material: Para eliminar la suciedad y los óxidos superficiales se introduce el material en una solución diluida de ácido sulfúrico, o clorhídrico, lavándolo después con agua a presión.
-Estirado: Antes de introducir un extremo de la barra de aportación en la matriz o hilera se afila la punta por martillado rotativo o por torneado.
Después se pasa el extremo afilado a través de la matriz y se engancha al carro móvil del banco de estirar por medio de las tenazas de que dispone.
El estirado se realiza a notable velocidad con las modernas hileras de metal duro.
-Acabado: En el acabado se endereza y pule la barra estirada y se corta el extremo afilado. A veces se la da un recocido final contra acritud, aunque también puede intercalarse entre dos pasadas de estirado.
Por estirado se fabrican barras calibradas de acero y metales no férreos de hasta seis metros de longitud. Los perfiles de formas diversas sirven, con frecuencia, para la obtención de piezas sueltas por troceado transversal de la barra. Los perfiles calibrados hexagonales se emplean en la fabricación de tornillos y tuercas por arranque de viruta.
6.2. Proceso operativo en el trefilado.
Es muy semejante al estirado y tiene por objeto la fabricación de alambre. Comprende las siguientes fases:
-Decapado: Los rollos de fermachine –producto básico para la obtención de alambre- deben limpiarse superficialmente, tal como se hacía en el estirado, o bien por medios mecánicos, haciendo pasar el material por varias poleas que le someten a flexiones muy agudas, lo que ocasiona el desprendimiento de la cascarilla, que es totalmente eliminada por unos cepillos metálicos. Esta operación tiene lugar de forma automática en una maquina descascarilladora.
-Trefilado: Una vez el material esta limpio y bien engrasado, pasa al banco de trefilar. Esta maquina es una unidad autónoma, compuesta por una devanadera donde se coloca el rollo de fermachine, una bobina de arrastre que tira del alambre y lo enrolla convenientemente y la hilera de trefilar por donde pasa el fermachine y se reduce su sección.
-Acabado: El alambre así obtenido tiene una elevada acritud. Para mejorar su tenacidad se le somete a un recocido contra acritud en hornos de campana de atmósfera controlada. Este recocido se intercala en el proceso de trefilado si este lo exige.
Con frecuencia recibe acabado superficial por revestimiento: galvanizado, esmaltado, niquelado, cromado, etc.
El trefilado tiene una enorme importancia industrial. Se trefilan, entre otros acero dulce (de bajo contenido en carbono) para la obtención de toda clase de alambres, los aceros semiduros y duros, los aceros aleados, el cobre, el aluminio, bronce, etc.
B.Conformado con arranque de viruta:
1. EL TORNO:
El torno, la máquina giratoria más común y más antigua, sujeta una pieza de metal o de madera y la hace girar mientras un útil de corte da forma al objeto. El útil puede moverse paralela o perpendicularmente a la dirección de giro, para obtener piezas con partes cilíndricas o cónicas, o para cortar acanaladuras. Empleando útiles especiales un torno puede utilizarse también para obtener superficies lisas, como las producidas por una fresadora, o para taladrar orificios en la pieza.
Antecedentes
El torno es una de las maquinas herramientas mas antiguas e importantes. Puede dar forma, taladrar, pulir y realizar otras operaciones. Los tornos para madera ya se utilizaban en la edad media. Por lo general, estos tornos se impulsaban mediante un pedal que actuaba como palanca y, al ser accionado, movía un mecanismo que hacia girar el torno. En el siglo XVL, los tornos ya se propulsaban de forma continua mediante manivelas o energía hidráulica, y estaban dotados de un soporte para la herramienta de corte que permitía un torneado mas preciso de la pieza. Al comenzar la Revolución Industrial en Inglaterra, durante el siglo XVII, se desarrollaron tornos capaces de dar forma a una pieza metálica. El desarrollo del torno pesado industrial para metales en el siglo XVIII hizo posible la producción en serie de piezas de precisión.
En la década de 1780 el inventor francés Jacques de Vaucanson construyo un torno industrial con un portaherramientas deslizante que se hacia avanzar mediante un tornillo manual. Hacia 1797 el inventor británico Henry Maudslay y el inventor estadounidense David Wilkinson mejoraron este torno conectando el porta herramientas deslizante con el husillo, que es la parte del torno que hace girar la pieza trabajadora. Esta mejora permitió hacer avanzar la herramienta de corte a una velocidad constante. En 1820, el mecánico estadounidense Thomas Blanchard invento un torno en el que una rueda palpadora seguía el contorno de un patrón para una caja de fusil y guiaba a la herramienta cortante para tornear una caja idéntica al patrón. El torno revolver, desarrollado durante la década de 1840, incorpora un portaherramientas giratorio que soporta varias herramientas con solo girar el portaherramientas y fijarlo en posición deseada. Hacia finales del siglo XIX se desarrollaron tornos de revolver automáticos para cambiar las herramientas de forma automática. Los tornos pueden programarse para controlarse la secuencia de operaciones, la velocidad del giro del usillo, la profundidad y dimensiones del corte y el tipo de herramienta.
Características
Todos los tornos desprenden viruta de piezas que giran sobre su eje de rotación, por lo que su trabajo se distinguirá por que la superficie generada será circular, teniendo como centro su eje de rotación.
En el torno de manera regular se pueden realizar trabajos de desbastado o acabado de las siguientes superficies:
Cilíndricas (exteriores e interiores)
Cónicas (exteriores e interiores)
Curvas o semiesféricas
Irregulares (pero de acuerdo a un centro de rotación)
Se pueden realizar trabajos especiales como:
Tallado de roscas
Realización de barrenos
Realización de escariado
Partes del torno
CABEZAL:
Cavidad fijada al extremo de la bancada por medio de tornillos o bridas o formando parte de la misma. En ella va alojado el eje principal. En su interior van alojados los diferentes mecanismos de velocidad avances roscados…etc. por medio de los mandos adecuados desde el exterior. Los sistemas mas utilizados son los engranajes.
INVERSOR:
Se utiliza cuando estas trabajando y quieres hacer una función de avance automático o roscado y quieres seleccionar el sentido de dicho trabajo, tanto si es transversalmente como longitudinalmente. Con lo cual en transversalmente será para delante o detrás y longitudinalmente hacia la izquierda o la derecha.
CAJA DE AVANCES:
El mecanismo de avance hace posible el avance automático y regula su magnitud.
Como el cambio de ruedas en la lira resulta una operación lenta y engorrosa, la mayoría de tornos tiene en la parte anterior una bancada, una caja de cambios, más o menos compleja, para obtener diversas velocidades a su salida, sin cambiar las ruedas de recambio.
Uno de los mecanismos que más utilizamos es el método Norton
BANCADA:
Zócalo de fundición soportado por 1 o mas pies que sirve de apoyo y guía que sirve de las demás partes del torno. Normalmente es: fundición gris perlifica dura y frágil capaz de soportar las fuerzas que se originan durante el trabajo sin experimentar deformaciones apreciables que pudieran falsear las medidas de las piezas mecanizadas.
EJE DE ROSCAR:
Su finalidad es accionar el avance longitudinal automático del carro, únicamente en el caso de tallado de roscas y cuando se trata de otro tipo de trabajos (por ejemplo, la construcción de muelles) que requieran un avance exacto)
EJE DE CILINDRAR:
Tiene por objeto transmitir el movimiento desde la caja de avances al carro para efectuar las operaciones de cilindrado y refrenado.
El avance de cilindrado es siempre menor que el del roscado, pero van relacionados entre si.
TABLERO DE CARRO:
Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre las guías de la bancada y la otra, llamada delantal, está atornillada a la primera y se desliza por la parte anterior de la bancada. Unas protecciones provistas de hendiduras, en los extremos anterior y posterior del carro, que sirven de alojamiento a unos filtros, tienen por finalidad que penetren las virutas y suciedad entre la superficie de desplazamiento y las guías.
CONTRACABEZAL Y CONTRAPUNTO:
El contracabezal con el cabezal fijo es el segundo soporte de la pieza cuando se trabaja entre puntos. Se desliza sobre la bancada; el eje de simetría del manguito o caña debe estar rigurosamente a la misma altura que el eje del cabezal y en línea con el. Se utiliza también para soportar útiles tales como porta brocas…etc. otras funciones son: taladrar, escariar, roscar,…
EJE DEL CONTRACABEZAL:
Puede moverse transversalmente sobre la primera mediante 1 o 2 tornillos pueden fijarse en cualquier punto mediante una tuerca. Tiene un agujero en el interior donde permite el blocaje de la caña, cuyo final acaba en cono morse para alojar el punto.
CARRO PRINCIPAL:
Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre las guías de la bancada y la otra, llamada delantal, está atornillada a la primera y se desliza por la parte anterior de la bancada. Unas protecciones provistas de hendiduras, en los extremos anterior y posterior del carro, que sirven de alojamiento a unos filtros, tienen por finalidad que penetren las virutas y suciedad entre la superficie de desplazamiento y las guías.
CARRO TRANSVERSAL:
El carro transversal se desplaza sobre el cuerpo del carro principal siguiendo al eje de rotación del carro principal.
En la parte superior lleva una ranura circular en forma de T que sirve para alojar las cabezas de los tornillos que servirán para el carro portaherramientas. Se puede desplazar a mano o automáticamente.
CARRO ORIENTABLE:
El carro orientable, llamado también carro portaherramientas esta apoyado en el carro transversal en una plataforma giratoria que puede girar sobre un eje central y fijarse en cualquier posición al carro transversal por medio de cuatro tornillos.
PLATAFORMA GIRATORIA:
Fijada al carro transversal graduada y movilidad absoluta aflojando diversos tornillos sirve para hacer conicidades e inclinaciones.
PORTAHERRAMIENTAS:
El carro orientable esta provisto de un eje fijo sobre el que puede girar una torreta cuadrada que permite fijar 4 útiles a la vez y presentarlos en el momento preciso sobre la pieza. Para cambiar de útil solo es necesario aflojar la tuerca central y girar luego se apreta otra vez y ya esta.
PUENTE y ESCOTE:
En algunos tornos se puede trabajar piezas de gran diámetro y poca longitud mediante el escote, o sea que se puede quitar el escote y se forma el puente.
PUNTO:
Es el punto céntrico de la pieza que vamos a mecanizar cuan ya esta sujeta tanto sean piezas excéntricas como céntricas.
PLATO:
Pieza normalmente metálica sujeta al eje principal donde se alberga y fija la pieza que nos disponemos a mecanizar. Hay diferentes tipos de platos como el plano, 3 garras, 4 garras… etc.
EJE PRINCIPAL:
Es el mecanismo que mas esfuerzos soporta mientras se esta mecanizando, ya que esta sujeto a esfuerzos de torsión y axiales. Se fabrica de acero tratado al cromo níquel, debe de ser robusto y estar perfectamente guiado por casquillos o rodamientos para que no haya desviaciones, la barra suele estar hueca. En la punta exterior tiene que llevar un sistema para la sujeción del plato.
2. CEPILLO:
Los cepillos de codo son también conocidos como máquinas amortajadoras horizontales, pueden trabajar piezas de hasta 800mm de longitud y generan acabados de desbaste (ð) o de afinado (ð ð).
La cepilladora para metales se creó con la finalidad de remover metal para producir superficies planas horizontales, verticales o inclinadas, dónde la pieza de trabajo se sujeta a una prensa de tornillo o directamente en la mesa. Las cepilladoras tienen un sólo tipo de movimiento de su brazo o carro éste es de vaivén, mientras que los movimientos para dar la profundidad del corte y avance se dan por medio de la mesa de trabajo.
Los cepillos emplean una herramienta de corte de punta, semejante a la del torno. Ésta herramienta se fija a un portaútilies o poste, fijado a su vez a una corredera o carro, como ya se mencionó, esta tiene movimiento de vaivén, empujando la herramienta de corte de un lado a otro de la pieza. La carrera de la corredera hacia adelante es la carrera de corte. Con la carrera de regreso, la herramienta regresa a la posición inicial. Cuando regresa, la mesa y la pieza avanzan la cantidad deseada para el siguiente corte, es decir, un arete (carro) impulsa la herramienta de corte en ambas direcciones en un plano horizontal, con un movimiento alterno. Éste movimiento rectilíneo alternativo comprende una carrera activa de ida, durante la cual tiene lugar el arranque de viruta, la carrera de retorno pasiva en vacío.
Mecanismo de transmisión del cepillo.
Para el vaivén del carro se usa una corredera oscilante con un mecanismo de retorno rápido.
El balancín pivotado que está conectado al carro, oscila alrededor de su pivote por un perno de cigüeñal, que describe un movimiento rotatorio unido al engranaje principal. La conexión entre el perno de cigüeñal y el balancín se hace a través de un dado que se desliza en una ranura en el balancín y está movido por el perno del cigüeñal. De ésta manera, la rotación del engranaje principal de giro mueve el perno con un movimiento circular y hace oscilar al balancín. El perno está montado sobre un tornillo acoplado al engranaje principal de giro, lo que permite cambiar su radio de rotación y de ésta forma variar la longitud del recorrido del carro portaherramientas. El recorrido hacia adelante o recorrido cortante, requiere una rotación de unos 220º del engranaje principal de giro, mientras que el recorrido de vuelta requiere solamente 140º de rotación. En consecuencia la relación de tiempos de recorrido cortante a recorrido de retorno es del orden de 1.6 a 1. Para poder usar varias velocidades de corte, existen engranajes apropiados de transmisión y una caja de cambios, similar a la transmisión de un automóvil.
Como una pieza de trabajo, grande y pesada y la mesa deben ser movidos a baja velocidad por su peso, las cepilladoras tienen varios cabezales para poder efectuar varios cortes simultáneamente por recorrido y aumentar así la productividad de la máquina. Muchas cepilladoras modernas de gran tamaño llevan dos o más herramientas por cabezal puestas de tal forma que se colocan automáticamente en posición, de tal forma que el corte se realiza en ambas direcciones del movimiento de la mesa. Éste tipo de disposición aumenta obviamente la productividad de la cepilladora.
A pesar de que las cepilladoras se usan comúnmente para maquinar piezas de gran tamaño, también se utilizan para maquinar simultáneamente un número de partes idénticas y menores, que se pueden poner en línea sobre la mesa.
El tamaño de un cepillo está determinado por la longitud máxima de la carrera, viaje o movimiento del carro. Por ejemplo, un cepillo de 17" puede maquinar un cubo de 17".
Herramientas de corte para cepillos de codo.
Las herramientas de corte que se usan en los cepillos son semejantes a las que se usan en los tornos. La figura muestra herramientas de corte para diversas operaciones de maquinado que se llevan a cabo con el cepillo. La mayor parte de las herramientas de corte para cepillos sólo necesitan una pequeña cantidad de desahogo; por lo general de 3 a 5º para desahogo frontal y lateral. Los ángulos de inclinación laterales varían según el material que se esté maquinando. Para el acero se usa por lo general de 10 a 15º. El fierro colado necesita de 5 a 10º y el aluminio de 20 a 30º de inclinación lateral.
Los portaherramientas que usan los cepillos de codo también se asemejan a los de los tornos. Sin embargo, el agujero cuadrado por el que pasa la herramienta es paralelo a la base en los portaherramientas para cepillo. Con frecuencia se usa el portaherramientas universal o de base giratoria. Como se ve en la figura el portaherramientas universal se puede girar para cinco tipos distintos de cortes. En los cepillos se usan varios tipos de sujetadores de piezas. En cada tipo se necesita prensar la pieza en forma rígida. Si la pieza se mueve durante una operación, puede dañar seriamente al cepillo, o al operador.
La mayor parte de las piezas por maquinar en el cepillo se pueden sujetar en una prensa. Las barras paralelas se usan para soportar a la pieza sobre las quijadas de la prensa, en sentido paralelo a la mesa y parte inferior de la prensa. También se utilizan las bridas y los tornillos en T para fijar a las piezas o a las prensas sobre la mesa de trabajo.
3.FRESADORA:
Es una de las máquinas herramienta más versátiles y útiles en los sistemas de manufactura. Las fresas son máquinas de gran precisión y se utilizan para la realización de desbastes, afinados y súper acabados.
Algunas de sus principales características son que su movimiento principal por lo regular lo tiene la herramienta y que la mesa de trabajo proporciona el avance y la profundidad de los cortes.
Los trabajos que se pueden realizar por una fresadora son diversos, se pueden fabricar los dientes de un engrane, un cordón en una placa, un cuñero o formas determinadas sobre una superficie.
Como se observa en el cuadro anterior las herramientas para las fresas pueden trabajar con su superficie periférica o con su superficie frontal, en el caso del trabajo con la superficie periférica este trabajo puede ser en paralelo o en contra dirección como se puede observar en las ilustraciones. Con el trabajo en contra dirección la pieza tiende a levantarse, por lo que hay que fijar fuertemente a la misma. Cuando el trabajo es en paralelo la fresa golpea cada vez que los dientes de la herramienta se entierran en la pieza.
Durante cada revolución los dientes de la las fresas sólo están una parte de la revolución desprendiendo viruta el resto del tiempo giran en vacío y pueden refrigerarse.
4. TALADRADO:
Es una operación que tiene por objeto el mecanizado de agujeros, con obtención de virutas.
Para esta operación se emplean elementos de corte circular denominados brocas, los cuales se fabrican de acero templado. Las máquinas en las que se instalan las brocas reciben el nombre de taladros o taladradoras.
Existen muchos tipos de taladros: pero en definitiva se pueden dividir en taladros portátiles (de bricolaje) y taladros de sobremesa o de columna (los cuales son fijos).
Los taladros de sobremesa permiten efectuar agujeros de diámetros mayores y de más precisión.
Las brocas más conocidas son las helicoidales y en ellas se distinguen tres partes fundamentales: la cola o mango, el cuerpo y la boca o punta.
?Cola: parte que se fija al taladro.
??Cuerpo: Parte activa de la broca. Lleva unas ranuras en forma de hélice.
??Punta: Parte cónica que hace el corte.
Elección de la broca
Se debe tener en cuenta el tamaño del agujero, la dureza del material y el afilado de la broca.
??Tamaño: El tamaño del agujero tiene que ser ligeramente superior al diámetro de la broca utilizada.
??Dureza del material: Determina el ángulo de la punta de la broca. A mayor dureza, mayor debe ser el ángulo.
??Afilado: La forma de la punta determina el tipo de material para el que se emplea (madera, metal, pared,…). Las brocas para perforar madera terminan en punta o pala. Las de pared cuentan con una pastilla de carburo metálico en la punta (vidia) y las de metal están fabricadas con acero rápido y tienen un ángulo de punta alto.
Para taladrar correctamente se deben:
1. Seleccionar la velocidad de corte (debido a la rotación de la máquina): Por norma, cuanto más duro sea el material que se va a taladrar, menor será la velocidad de corte.
2. Se sujeta la pieza que se taladre sobre la mesa de la taladradora por medio de unas mordazas.
3. Se puntea el centro del agujero con un granete.
4. Se elige la broca adecuada y se monta en el portabrocas.
5. Se inicia la operación, acercando la broca lentamente al material. De hecho, la velocidad de avance viene determinada por el tipo de broca y la dureza del material.
C. Otras Formas de Conformados
1. SOLDADURA
PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA
La soldadura es un procedimiento de unión permanente entre los metales, producido con aportación de calor, con o sin presión, y con aportación del metal con o sin ella.
Sus ventajas principales son la estanquidad, la resistencia mecánica, la resistencia a la corrosión y el escaso volumen que ocupa.
-Soldadura blanda y elementos soldantes de este tipo de soldaduras.
Se entiende bajo este nombre la elaboración de una unión con aditivos blandos cuyo punto de fusión esta generalmente por debajo de 450º C y contienen preponderadamente metales pesados de bajo punto de fusión. Los más importantes son los aditivos de estaño. La soldadura blanda es aplicable a metales ligeros y pesados. La resistencia es sólo de 2 hasta 8 Kg. / mm2. Por tanto, las soldaduras blandas no pueden soportar ningún tipo de esfuerzos, sin embargo, el cordón de soldadura es muy flexible. La composición y aplicación de la mayoría de los elementos soldantes esta normalizados según DIN 1707 estaño de soldadura y DIN 1730, así como DIN 1732 elementos soldantes de estaño aluminio.
-Soldadura fuerte o dura y elementos soldantes de este tipo de soldaduras.
Por soldadura dura se entiende la elaboración de una unión permanente con elementos soldantes duros cuyo punto de fusión esta entre 500 y 1200º C. Están compuestos de cobre y cinc para acero, cobre, bronce (DIN 1733); elementos soldantes de latón especial, estañadores de argentán con cobre, níquel, cinc, plata, para acero, metales duros, metales pesados y especialmente para metales preciosos (DIN 1734, 1735) así como elementos soldantes de aluminio para aluminio y sus aleaciones (DIN 1732)
La soldadura dura, alcanza resistencia más alta que la blanda. Se aplica cuando los metales no se pueden soldar con aditivos blandos.
Aparte de los elementos soldantes duros normalizados existe una serie de aditivos duros no normalizados y con aplicación para el latón forjado y estampad, para latones especiales, aluminio, magnesio, magnesio argentán, etc. Así como elementos soldantes de alto punto de fusión cuya temperatura de trabajo esta alrededor de 1230º C. La resistencia a la tracción de los elementos soldantes duros es de 10 hasta 54 Kg./mm2.
-Soldadura autógena o soldadura a gas.
La fusión se consigue por medio de acción directa, localmente limitada a un soplete de gas combustible y oxigeno o de gas combustible y aire.
-Soldadura eléctrica por arco, o soldadura a presión por arco voltaico.
El calor resulta de un arco voltaico, que pretende corto tiempo entre las superficies de tope de las piezas. Las piezas son unidas por recalcado a golpe.
La fuente de energía es corriente eléctrica. Este método se emplea muy poco en la práctica.
-Soldadura de fusión por resistencia, o soldadura eléctrica por resistencia.
El flujo fundido resulta por la acción del calor desarrollado por el paso de corriente eléctrica a través de la pieza a soldar o a través de la pieza y de dos electrodos de carbón.
Este procedimiento de soldadura, denominado método de Weibel o de Fesar se lleva a cabo sin presión y se utiliza para soldar chapas finas de metales no férricos de 0.1 hasta 2 mm así como para soldar aceros de hasta 0.8 mm de espesor. Dos electrodos de carbón oblicuos entre sí se desplazan sin acción de presión ninguna a lo largo de los dos cantos de la unión soldada, desarrollándose el calor necesario para la fusión por efecto de la resistencia eléctrica.
-Sistema de gas inerte (sistema WIG y MAG).
1. Sistema de gas inerte o sistema WIG. Un electrodo de volframio o tungsteno sirve para producir el arco; este electrodo se desgasta muy lentamente. El metal de aportación se suministra a mano, igual que se hace al soldar con soplete de gas.
El gas protector se hace salir alrededor del electrodo de tungsteno. Se emplea ordinariamente gas argón que es inerte.
2. Sistema MAG. Este método se difiere del WIG en que el electrodo es la misma varilla de aportación. Esta varilla puede ser de diámetros comprendidos entre 0.8 mm y 2.4 mm; se alimenta automáticamente con una velocidad adecuada.
El gas protector suele ser dióxido de carbono, CO2, que resulta muy barato.
También puede emplearse si se desea, una combinación de varios gases. El gas se hace llegar por la boquilla en el mismo punto de la soldadura.
2. SINTERIZACION.
Se da el nombre de sinterización o pulvimetalurgia, a una técnica específica, que partiendo de polvos metálicos que son prensados en moldes y calentados a temperaturas inferiores al punto de fusión del metal, obtiene diferentes piezas en la forma especificada. Comprende:
1. Obtención del polvo.
2. Técnica de prensado de moldeo.
3. Técnica de sinterización.
2.1. Fabricación de piezas sinterizadas.
-Obtención del polvo.
Como materiales para la elaboración de piezas sinterizadas son aptos polvos de hierro y de metales no férricos con la limitación de metales que formen óxidos de difícil reducción, los cuales se pueden sinterizar sólo bajo condiciones especiales. Por otra parte, también son sinterizados mezclas de metales y materiales no metálicos o mezclas de hierro con otros metales.
Los materiales en polvo han de cumplir ciertas exigencias relativas a su pureza, constitución, volumen aparente, etc.
Los métodos más importantes en la obtención de polvo idóneo son:
1. método de carbonyl.
2. reducción.
3. electrolítico.
4. de soplado por tobera.
a) El método de Carbonyl es apropiado solamente para la fabricación de polvos de hierro y de níquel. Estos son muy puros y tienen un grano uniforme. De mezclas de polvo de hierro, níquel y cobalto se pueden fabricar imanes permanentes así como piezas moldeadas con propiedades magnéticas especiales.
b) Por reducción de óxidos metálicos o también de mineral de hierro se obtiene un polvo metálico muy esponjoso que se comporta muy bien en el prensado (polvo de Hoegenaes).
c) El método electrolítico es apropiado ante todo para la obtención de polvo de cobre, sin embargo, también el polvo de hierro obtenido según este método se puede prensar bien (polvo HVA).
d) La mayor parte de los polvos metálicos se obtienen según el método de soplado por tobera. Este método ha ganado significación sobre todo para la fabricación económica de polvo de hierro con propiedades especialmente buenas para la técnica de sinterización; recibe el nombre de método de RZ (método de hierro cascarilla)
2.2. Prensado.
En las piezas sinterizadas debe estar garantizada una distribución uniforme de la densidad del polvo prensado, sobre todo en piezas prensadas de difícil moldeo. El polvo agitado no se reparte y concentra uniformemente en todas partes.
Prensado unilateral proporciona una concentración desigual debido al rozamiento interior del polvo, que origina una disminución de presión, en la parte opuesta a la zona en que ésta se ejerce.
En el prensado bilateral, es decir, prensado por la parte superior e inferior, se comprime la masa de polvo uniformemente. Se considera el método de extracción como el más indicado procedimiento de prensado. En la posición de llenado del útil se llena el molde con polvo. La compresión tiene lugar en la posición de prensado, en la que se disponen troqueles móviles para piezas con varios cambios de sección. En la posición de extracción queda liberada la pieza prensada. La presión es normalmente de unas 6 t./cm2
Una mejora de las propiedades del material se consigue por medio del prensado múltiple. Antes de cada prensado se lleva a cabo un proceso de sinterización. Por medio de un calibrado posterior frío pueden obtenerse muy exactas medidas de las piezas.
2.3. Sinterización.
Las piezas prensadas tienen una suficiente resistencia en verde y pueden ser sacadas del molde. Son empaquetadas en cajas de acero o de grafito y recocidas. Las temperaturas de sinterización están por bajo punto de fusión del metal en cuestión. Para polvo de hierro están entre 1100 y 1300º C. La sinterización dura varias horas y se lleva a cabo en hornos calentados eléctricamente y con atmósfera especial para evitar la oxidación.
La resistencia aumenta considerablemente por la sinterización. Todas las piezas sinterizadas tienen unos espacios porosos más o menos grandes, es decir, las piezas obtenidas por metalurgia del polvo no tienen la compacidad de un cuerpo obtenido por fusión, si bien los espacios porosos existentes son cerrados mediante métodos especiales de impregnación.
2.4. Materiales de sinterización.
El tamaño del grano del polvo, es inferior a 0.4 mm, la forma del grano es variada. Del polvo de hierro se pueden hacer piezas por prensado de polvo único de gran porosidad, las cuales esta especialmente indicadas para cojinetes. Los polvos también pueden ser mezclados con plomo o grafito. Un prensado único y de mayor magnitud, aumenta la densidad y resistencia, las piezas fabricadas de esta forma son utilizables para esfuerzos no muy altos. Las piezas de máquina sometidas a esfuerzos mayores se obtienen por doble prensado. Los polvos de hierro para este tipo de piezas son aleados con cobre.
CONCLUSIONES
Es sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo importante que es conocer sus propiedades no tan solo físicas o mecánicas sino también a otro nivel como bien podría ser a nivel atómico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habrá de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas características como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos, la verdad este curso de Materiales ha resultado de mucho provecho para cada uno de nosotros los alumnos , estamos aprendiendo como conocer a los materiales por sus propiedades así como por su tipo, sus estructuras internas y externas, que nos llevamos del curso?, conocimiento provechoso y una mayor conciencia de los materiales y su aprovechamiento a lo largo de este curso y a lo largo de la historia.
BIBLIOGRAFIA
http://html.rincondelvago.com/conformacion-sin-arranque-de-viruta.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Torno
LANRENCE H. Van Vlack
Tecnología de los materiales
Ediciones alfamega. México– 1991 p.137
http://es.wikipedia.org/wiki/Taladradora
http://es.wikipedia.org/wiki/Fresadora
http://www.google.com.pe/images?hl=es&q=FRESADORA&um=1&ie=UTF-8&source=og&sa=N&tab=wi
Autor:
Jorge
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