DEFORMACIN PLSTICA DE METALES

Hermes J. Ramrez Len. M.Sc

18 de mayo de 2015

Denicin:

Los procesos de conformacin por deformacin plstica, son aquellos procedimientos utilizados para

la obtencin de componentes mecnicos a partir del comportamiento plstico de los materiales, es decir,

cambiando la forma o dimensiones del material mediante la aplicacin de unos esfuerzos externos lo

sucientemente grandes, pero sin eliminar material, ya que durante su ejecucin las prdidas de material

son prcticamente despreciables.

Figura 1: Procesos de formado

Todo proceso de formado consta de una pieza de trabajo y troqueles, estos ltimos son los encar-

gados de dar forma a la pieza de trabajo. Como se observa en la gura 1, los troqueles pueden ser

abierto o cerrado. Las caractersticas de las piezas de trabajo deben tener un alto comportamiento

dctil, y un bajo lmite de uencia. En algunos casos estas propiedades deben ser inducida a travs del

precalentemiento de la pieza antes de ser sometida a los troqueles. Por lo general, el material inicial que

se utiliza en el formado de metales suele ser el metal fundido, el cual se funde en lingotes individuales,

o de manera continua a planchones, redondos o tubos.

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Tema Previo: Comportamiento mecnico de los metales

La deformacin de un cuerpo slido puede clasicarse como elstica o plstica. Recordemos que

un cuerpo con deformacin elstica volver a su forma original despus de retirar la carga a la cual

es sometida gura 2a, por otra parte, la deformacin plstica de un cuerpo no regresa a su forma

original despus de retirar la carga aplicada (gura 2b), esto ltimo es de nuestro especial inters en

este estudio.

Figura 2: a) Curva de Esfuerzo - deformacin para la tensin b) Ciclo de carga - descarga para una

deformacin plstica: F, Fuerza; Ao, Area supercial; lo longitud original; l, incremento de la longitud

Si una carga es aplicada sobre la pieza de metal causa una elongacin de la pieza, al inicio, esta

elongacin tendr un comportamiento lineal con respecto al esfuerzo aplicado, esta zona se le conoce

como regin elstica. Este seguir hasta que alcance el lmite mximo de uencia Y. A partir de

este punto crtico el comportamiento del metal pasa de la regin elstica a una deformacin plstica

permitiendo que el material tenga una deformacin permanente hasta alcanzar el esfuerzo ultimo

(UTS ). A partir de este punto, el material se deformar de forma irregular causando eventualmente

una fractura de la pieza.

El comportamiento del metal en una regin plstica se expresa por la siguiente curva:

= Kn

donde: K = coeciente de resistencia, MPa (PSI), y n es el exponente de endurecimiento por

deformacin. Algunos valores tpicos para los diferentes metales a temperatura ambiente se presentan

a continuacin:

Exponente de

Coeciente de resistencia, K endurecimiento

Material MPa lb/in

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por deformacin, n

Aluminio puro cocido 175 25 000 0.20

Aleacin de aluminio, templada

a

240 35000 0.15

Aleacin de aluminio, tratada trmicamente 400 60 000 0.10

Cobre, puro, templado 300 45 000 0.50

Cobre, aleacin: latn

a

700 100 000 0.35

Acero, bajo C, templado

a

500 75 000 0.25

Acero, alto C, templado

a

850 125 000 0.15

Acero, aleacin, templado

a

700 100 000 0.15

Acero, inoxidable, austentico, templado 1 200 175 000 0.40

a

Los valores de K y n varan de acuerdo con lacomposicin, el tratamiento termico y el endurecimiento por trabajo

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Clasicacin de los procesos de formado

Todo los procesos de formado de metales se clasican en dos categoras primarias: Procesos de

deformacin volumtrica y procesos de laminado de metal. La deformacin volumtrica, son procesos

donde el material es sometido a grandes deformaciones plsticas; mientras que los procesos de laminado,

son aquellos donde una placa delgada de metal es sometido a cambio en su forma, ms no en su seccin

transversal. En la gura 3 se puede observar la calicacin de los procesos, los cuales se discutirn en

otro documento.

Figura 3: Clasicacin de los procesos de formado de metales

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Bibliografa

[1] Beno Benhabib. Manufacturing: design, production, automation, and

integration. CRC Press, 2003.

[2] Mikell P Groover. Fundamentals of modern manufacturing: materials

processes, and systems. John Wiley & Sons, 2007.

[3] Serope Kalpakjian, Steven R Schmid, Gabriel Snchez Garca, et al. Ma-

nufactura, ingeniera y tecnologa. Pearson Educacin, 2002.

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