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Unidad II Metalurgia adaptiva
Metalurgia adaptiva •
•
Orientada al procesamiento de los metales para su uso por la sociedad Está asociada a los procesos metal-mecánicos de transformación
a) Conformado de metales b) Soldadura c) Tratamientos térmicos d) Fundición
e) Metalurgia de polvos f) Control de calidad
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Metalurgia adaptiva •
•
Orientada al procesamiento de los metales para su uso por la sociedad Está asociada a los procesos metal-mecánicos de transformación
a) Conformado de metales b) Soldadura c) Tratamientos térmicos d) Fundición
e) Metalurgia de polvos f) Control de calidad
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A) CONFORMADO CONFORMAD O DE METALES METALES Los metales son deformados plásticamente
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Procesos de deformación volumétrica Las formas iniciales son barras rectangulares y cilíndricas y se producen deformaciones y cambios drásticos, mediante:
- Laminación - Forja - Extrusión -Trefilación
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Laminación Proceso en el que se reduce el espesor de una pieza larga a través de fuerzas de compresión ejercidas por unos rodillos, que giran apretando la pieza entre ellos Ej: Papel de aluminio utilizado para envolturas de alimentos
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Forja Es el proceso más antiguo de conformado de metales. Se comprime el material entre dos dados, para que tome la forma deseada
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Extrusión •
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Es un proceso por compresión en el cual el meta de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal Los tipos de extrusión (directa e indirecta) dependen de la geometría del material a procesar
E j: S ec c i o n e s h u e c as c o m o t u b o s
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Extrusión directa : Se deposita en un recipiente un lingote en bruto (tocho), que será comprimido con un pistón. El material se forzará a fluir por el otro extremo, adoptando la forma que tenga la geometría del dado
Extrusión indirecta : consiste en un dado que está montado sobre el émbolo
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Trefilación •
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Consiste en la reducción de sección de un alambre o varilla, mediante una fuerza de tiro, haciéndolo pasar a través de un orificio cónico llamado dado No genera pérdida de material, se realiza con los metales en frío
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Procesos de conformado de láminas Son operaciones realizadas en láminas, tiras o rollos, realizadas a temperatura ambiente con sistemas de punzones y dados - Doblado - Embutido
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Doblado Deformación de láminas alrededor de un determinado ángulo. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la lámina metálica
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Embutido Consiste en colocar la lámina de metal sobre un dado y luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la forma en la cual quedará la lámina
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C) TRATAMIENTOS TÉRMICOS Conjunto de calentamientos y enfriamientos controlados a que puede ser sometida una aleación sólida a fin de modificar su estructura cristalina y en consecuencia sus propiedades.
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Los procesos térmicos son aplicados a todos los metales (ferrosos y no ferrosos)
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Los procesos termoquímicos son aplicables en general sólo a los metales ferrosos
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Etapas de un TT (ciclo térmico) 1.
Calentamiento
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Mantenimiento (1 a 2 minutos por cada cm de espesor)
3.
Enfriamiento
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RECOCIDO •
Alivia tensiones
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Regenera la estructura
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Ablanda el acero
NORMALIZADO •
Elimina tensiones
•
Borra tratamientos térmicos anteriores
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Regenera la estructura
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TEMPLE •
El objetivo del temple es endurecer el acero
REVENIDO •
Evitar agrietamientos
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Alivio de tensiones
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CEMENTACIÓN •
Método de endurecimiento superficial más antiguo
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Se incrementa el contenido de carbono en la zona superficial del acero mediante difusión de “carbono elemental” en el acero.
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D) FUNDICIÓN •
La fundición es un método para dar forma a los metales y convertirlos en productos útiles mediante el vaciado de metal fundido a un molde, donde adquieren la forma al solidificar
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Los procesos de fundición pueden producir formas complejas y de gran tamaño
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Para lograr la producción de una pieza fundida es necesario hacer las siguientes actividades: –
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Diseño de los modelos de la pieza y sus partes internas Fabricación de los modelos y los moldes Colado de metal fundido Enfriamiento de los moldes Extracción de las piezas fundidas Limpieza de las piezas fundidas Terminado de las piezas fundidas Recuperación de los materiales de los moldes
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Fundamentos de la fundición de metales •
El proceso consiste en el vaciado del metal fundido en un molde, el cual tiene la forma de la pieza a manufacturarse y la posterior extracción una vez que solidifica
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: L o s f ac t o r e s in v o l u c r a d o s s o n - Flujo del metal fundido en la cavidad - Solidificación - Enfriamiento del metal en el molde - Tipo de material del molde
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Procesos de fundición El producto de la fundición es una
pieza co lada . Puede ser des
de 1 Kg hasta varias Toneladas.
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Los recipientes con la forma deseada se conocen como moldes.
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Los moldes pueden servir una vez o varias - Moldes temporales - Moldes permanentes
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Moldes •
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El molde es una copia de la pieza a fundir. Deberá ser sobredimensionada ya que se debe tener en cuenta la contracción de la misma una vez se haya enfriado a temperatura ambiente. Se debe dar una sobremedida en los casos en el que se dé un proceso adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta.
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Fundición en arena •
Se crea un modelo con la forma de la pieza deseada en arena, incorporando un sistema de alimentación,
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Dejar que el material se enfríe hasta la solidificación
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Romper el molde de arena y retirar la fundición
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Se utiliza para metales con altos puntos de fusión como el acero
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Bebedero: conducto que recibe el metal y lo lleva hacia el interior del molde
Mazarota: cavidad que se llena del metal fundido y suministra el metal adicional para contrarrestar el proceso de contracción
Corazones: insertos hechos en arena que permiten generar cavidades huecas dentro de la pieza
Respiraderos: permiten el flujo hacia el exterior del aire y gases que se acumulan en el proceso
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Fundición en molde de yeso •
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Emplea sulfato de calcio con la adición de talco Las piezas obtenidas tienen detalles finos con buen acabado superficial
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Se conoce como fundición de precisión
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Se utiliza para aluminio y aleaciones de cobre
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Fundición en molde metálico o permanente •
Es utilizado para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión
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Sus ventajas son que tienen gran precisión
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Los moldes se fabrican de hierro colado, acero, bronce
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Son calentados antes del vaciado del metal fundido para facilitar el flujo y reducir el gradiente térmico
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Elementos utilizados en la práctica de moldes de arena 1) Caja de moldeo Permiten confinar la arena, cuenta con guías que permiten ensamblar las 2 cajas de moldeo
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E) METALURGIA DE POLVOS La pulvimetalurgia o metalurgia de los polvos consiste en:
Obtención de piezas por medio del prensado de polvo metálico muy
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fino en moldes adecuados Proceso adecuado para fabricación de grandes series de piezas pequeñas de gran precisión y para controlar el grado de porosidad •
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Obtención de los polvos •
Es un sólido finamente dividido, menor que 1 mm. En muchos casos son metálicos, pero en general se combinan con otras fases (cerámicos, polímeros, vidrios, etc).
Piezas por pulvimetalurgia Engranajes, piezas de automóviles, piezas para odontología, pigmentos en pinturas, electrodos de soldadura
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Proceso
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Proceso de obtención de la pieza sinterizada 1)
Obtención de los polvos metálicos
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Compresión en frío de los polvos dentro de moldes especiales (matrices)
3)
Sinterizado de las piezas obtenidas
4)
Acabado de la pieza
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