Conformado por deformacin plsticaTEMA 7TECNOLOGA DE MATERIALES

7.1 Introduccin 7.2 Procesos de conformado especficos7.3 Efectos metalrgicos del conformado7.4 Conformado de chapaNDICEConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.1 IntroduccinConformado por deformacin plstica: MEJORES procesos a la hora de dar forma a materiales metlicos que deban asegurar un comportamiento mecnico excelenteTema 8PolmerosCermicosDemasiado frgilesConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.1 IntroduccinCONFORMADO POR DEFORMACIN PLSTICAControla el proceso para asegurar propiedades mecnicas requeridasDa forma a la piezaProcesos de deformacin en caliente: la microestructura y las propiedades finales dependen estn estrechamente ligadas al buen control de las temperaturas, tiempos y deformaciones aplicadas.+Procesos de deformacin en fro: propiedades dependientes del grado de deformacinConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.1 IntroduccinCONFORMADO POR DEFORMACIN PLSTICAProductos intermedios-chapas, barras, tubosProcesos primarios-Laminacin-ExtrusinProcesos secundariosForjaEstampacinPiezas ms complejasConformado en caliente: T > 0,6Tf (K)(por encima de la temperatura de recristalizacin del material)Conformado en fro: T< 0,35 Tf (K)(por debajo de la temperatura de recristalizacin del material)Conformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.1 Introduccin ysAl calentar una aleacin metlicase requieren menores presiones de conformado y adems es posible obtener piezas ms complejas. ductilidadendurecimiento por deformacinDurante el conformado en calienteablandamiento por recristalizacinFigura 7.1 a) Evolucin de la tensin con la deformacin en calienteConformado en calienteConformado por deformacin plsticasimultneamenteNo endurece ni ablanda durante la operacin

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.1 IntroduccinFigura 7.1 b) Efecto de la velocidad de deformacin y la temperatura en la tensin de conformadoConformado en calienteConformado por deformacin plsticaLa tensin necesaria para deformar plsticamente un material en caliente depende en gran medida de la velocidad de deformacin: a mayor velocidad de deformacin mayor tensin se debe aplicar

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.1 IntroduccinConformado en fro(por debajo de la temperatura de recristalizacin)El metal se endurece en el curso de la deformacinRecocidos de recristalizacin = K nn: coeficiente de endurecimiento por deformacin (0.1-0.5)La velocidad de deformacin apenas influye en la deformacin en froConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.1 IntroduccinLos procesos de conformado en fro son ms baratos, proporcionan unas tolerancias ms estrechas y permiten obtener productos con una amplia gama de caractersticas mecnicas.Conformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosForja(forging)De matriz abierta (open-die)-formas simples-malas tolerancias-series pequeas de piezas normalmente grandes

Deformacin: = Ln (h0-hf)De matriz cerrada (closed-die)-formas complejas-mejores tolerancias-grandes series piezas pequeasMayor fuerzaConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosRecalcado: operacin de forja de una pieza cilndrica con el fin de aumentar su dimetro y disminuir su longitudConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosConformado por deformacin plsticaFusinDeformacin plsticaMecanizadoMetalurgia de polvosTabla 7.1 Tolerancias dimensionales y rugosidades de los procesos de conformado

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosLaminacinProductos largos de seccin constante: chapas, tubos, barras, perfilesConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosLaminacinDeformacin en la laminacin = Ln (t0/t f)Grado de reduccinr =(t0- tf)/t0(Q = S x v) v0 w0 t0 = vf wf tf

Vl= cte l0 w0 t0 = lf wf tf l0 t0 = lf tf w0 = wf t: espesor de la chapaRelacin longitud-espesorRelacin entre velocidades de la chapa a la entrada y salida de los cilindrosConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosLaminacinFigura 7.10 Laminacin de un perfil hueco cerradoConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosLaminacinFigura 7.11 Laminacin de anillosConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosLaminacinFigura 7.12 Laminacin roscasConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosLaminacinFigura 7.13 Laminacin de tubos de pared gruesaConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosExtrusinFigura 7.14 Extrusin directaFigura 7.15 Extrusin inversaLargas piezas de seccin constante: barras, perfiles, tubos...Conformado por deformacin plsticaMenor fuerza

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.2 Procesos de conformado especficosEstirado o Trefilado (proceso de extrusin para obtener hilos)Conformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.3 Efectos metalrgicos de conformadoConformado en calienteDestruyen la segregacin y el producto se homogenizaDesaparece la porosidad asociada al rechupe y a los desprendimientos gaseosos por soldadura durante el aplastamiento Se refinan los grandes granos columnares tpicos de los productos moldeadosTodos estos efectos se traducen en una sustancial mejora de las propiedades mecnicas de los productos obtenidos por deformacin plstica en relacin a los obtenidos por moldeoConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.3 Efectos metalrgicos de conformadoDesventajas del conformado en caliente: Oxidacin Descarburacin en el caso de los aceros Peores tolerancias dimensionales que los conformados en fro (debido a la contraccin del enfriamiento final) Microestructuras menos homogneas (dificultad de obtener una temperatura uniforme en toda la pieza)Conformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.3 Efectos metalrgicos de conformadoCONFORMADO EN FROAumento del lmite elsticoDisminuye la ductilidadRECOCIDO DE RECRISTALIZACINSi la deformacin supera un determinado nivel, el material se rompeAumenta el coste de estos procesos, pero ofrece una versatilidad mayor que los procesos realizados en caliente, ya que ajustando el ciclo de deformacin-recristalizacin se pueden conseguir productos finales con caractersticas mecnicas bien diferentesConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.3 Efectos metalrgicos de conformadoConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.3 Efectos metalrgicos de conformadoConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.3 Efectos metalrgicos de conformadoFIBRADO MECNICO: defecto caracterstico de los procesos de deformacin plstica que ocurre como consecuencia del alargamiento de las inclusiones u otras segundas fases en las direcciones principales de conformado anisoropa en las propiedades mecnicas del producto final.Conformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.3 Efectos metalrgicos de conformadoEstructura tpica de los procesos de fabricacin en calienteConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.3 Efectos metalrgicos de conformadoTratamientos termomecnicos: laminacin y forjaDan forma al materialSe controla todo el proceso de conformado con el fin de conseguir mejorar sus propiedades mecnicas finales a partir de una microestructura estructura idnea (grano muy fino)YConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.4 Conformado de chapaCorte DobladoEmbuticinOperaciones en froMinimizar prdidas de materialFormas sencillas de la matrizPunzonadoTaladroEstampacinConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.4 Conformado de chapaOperaciones en froLa conformabilidad de una chapa en operaciones de doblado se especifica en trminos del menor radio que se puede conseguir sin que se rompa la chapa (generalmente se expresa en multiplos de su espesor (2t, 4t)Corte DobladoEmbuticinEstampacinConformado por deformacin plsticaLa mayor conformabilidad se obtiene siempre cuando se dobla la chapa en su direccion transversal (lnea de doblado perpendicular a la direcccin de la laminacin de la chapa)Operacin ms sencilla de conformado de chapa

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.4 Conformado de chapaOperaciones en froPiezas tridimensionales (carrocera de vehculos de transporte, cascasas de electrodomsticos)Matrices y punzones de formas adecuadasCorte DobladoEmbuticinEstampacinEmbuticin por expansinEmbuticin por compresinEmbuticiones mixtasConformado por deformacin plstica

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.4 Conformado de chapaPor compresinEmbuticinPor expansinConformado por deformacin plstica-Ductilidad-Coeficiente de endurecimiento por deformacin n

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.4 Conformado de chapaLa capacidad de un material para ser embutido viene dada por el coeficiente lmite de embuticin del material LDR (Limt Drawing Ratio). (Depende de acuerdo RP y Rd y de la lubricacin utilizada)LDR = (D0)max / Dp ; LDR max ~ 2Conformado por deformacin plsticaRdRpREEMBUTICIN

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.4 Conformado de chapaMejorar la embutibilidad controlar la textura (orientacin cristalogrfica preferente de sus granos individuales) determinacin del coeficiente de anisotropa r (mediante un ensayo de traccin) r = 2/ 3 = 2 / -(1+ 2)r = (r0 + 2r45 + r90)Conformado por deformacin plsticaInteresan r altos, a ser posible mayores que 2

TECNOLOGA DE MATERIALES 7.4 Conformado de chapaCurvas lmite de embuticin: representacin de las deformaciones mximas a estriccin o a rotura que admite la chapa en sus dos direcciones principales Conformado por deformacin plsticaEmburicin por compresinEmburicin por expansin

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