Estirado y Trefilado

El estirado y el trefilado son dos procedimientos de conformación de los materiales dúctilesque serealizanestiándolos a través de orificios calibrados, denominados hileras.

Diferencias entre el Estirado y el Trefilado

Aunque el procedimiento de trabajo es fundamentalmente el mismo, se distingue el estirado del trefilado en tres aspectos principales:

a) En la clase de material a que se aplica. El estirado se aplica a barras de 4 a 6 metros de longitud y diámetro superior a 10 mm., y también a tubos.

En cambio el trefilado se aplica a redondos obtenidos por laminación de 5 a 8 mm. de diámetro normalmente.

b) En el objeto de la operación. El objeto del estirado es principalmente calibrar, endurecer con la deformación, o dar una forma determinada a la barra siendo en este procedimiento el adelgazamiento del material más que el fin el medio para conseguir los fines expluestos. Además lo aceros estirados omejoran de maquinabilidad, sobre todo los denominados aceros de fácil mecanización, como los aceros al plomo y los aceros al azufre.

En cambio en el trefilado se pretende casi exclusivamente adelgazar el material, siendo su endurecimiento y calibrado objetivos secundarios.

c) En la realización dela operación. En el estirado, la operación se realiza en una sola pasada, mientras que en el trefilado se adelgaza el material en varias pasadas.

ESTIRADO

MATERIALES PARA ESTIRADO

Deberán ser dúctiles y de una resistencia perfectamente conocida, para saber en cada momento el máximo esfuerzo aplicable, sin que surja la rotura.Los metales más idóneos son los aceros, latones, cobre, aluminio, magnesio y sus aleaciones.

PRÁCTICA DEL ESTIRADO DE BARRAS

El estirado de barras comprende las siguientes operaciones:

1. Operaciones preparatorias: son el afilado de la punta de la barra y el decapado.

a. Afilado. Para poder introducir el extremo de la barra a través del orificio, deberá reducirse su sección a un diámetro inferior a la de

ésta, en una longitud de unos 25cm que son necesarios para sujetar la barra a la mordaza de la máquina. Pueden realizarse mediante cuatro procedimientos: Por forja en caliente, por martillado con martillo rotativo, por laminado o por torneado aunque este último es poco utilizado por su coste. Aunque en las modernas máquinas trefiladoras no es necesario el afilado ya que poseen unos dispositivos que tiran de la barra.

b. Decapado. A continuación se da un decapado empleando soluciones ácidas generalmente sulfúricas al 20% a una temperatura entre 30 y 60° y después se enjuagan con abundante agua.

2. El estirado propiamente dicho: que se realiza en los denominados bancos de estirar, formados por una robusta bancada, con una cabeza porta hilera, un carro de tracción provisto de una mordaza para sujetar la barra, y un dispositivo para desplazar el carro. El órgano fundamental del estirado, es la hilera, cuyo perfil se puede dividir en cuatro partes:

a. Embocadura de ángulos redondeados.b. Cono de reducción, compuesto de un tronco de cono de ángulo en el vértice que varía según el material.c. Sección de calibrado que es cilíndrica y es donde se ajusta bien el diámetro de la barra y se pule su superficie.d. Cono de salida, que es otro tronco de cono de ángulo 30°

Las hileras actuales son de carburo de wolfraio (widia), montadas en un portahileras de acero. Con estas hileras se ha pasado de los 5 o 6 metros por minuto, velocidad habitual para hileras de acero al como, a los 20 a 45 metros por minuto.

3. Operaciones de acabado: como el corte, recocido, enderezado y pulido., son las siguientes;

a. Corte del extremo afilado con una cizalla o una sierra.b. Recocido contra acritud o normalizado si es un acero.

c. Enderezado de las barras por medio de enderezadoras especiales formadas por cilindros. d. Pulido con discos pulidores colocados por parejas.

 LUBRICACIÓN DE BARRAS Y TUBOS

Las baras y tubos deben lubricarse para facilitar su estirado y reducir el desgaste de las hileras. Pueden utilizarse para este fin aceites solubles, jabones sin resinas, aceites de colza, etc.

TREFILADO

Introducción

Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación siempre que sean materiales ductiles.

Características del trefilado

El trefilado propiamente dicho consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos sucesivos a través de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cuyo diámetro es paulatinamente menor. Esta disminución de sección da al material una cierta acritud en beneficio de sus características mecánicas.

Dependiendo de la longitud y el diámetro de las barras a trabajar, varían las reducciones que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de hasta 15 mm de diámetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar el acabado superficial y las tolerancias dimensionales reduciendo su diámetro hasta 1,5 mm. En otros tamaños más pequeños, se puede llegar a conseguir reducciones del 50%, y en otros alambres de hasta el 90% en pasadas sucesivas, partiendo en un estado del material de recocido y antes de que necesite un nuevo recocido con el fin de eliminar su acritud. Se fabrican alambres de hasta 0,025 mm y menores, variando el número de hileras por los que pasa el alambre y con varios recocidos de por medio.

La disminución de sección en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da un aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Pero alcanzado cierto límite, variable en función del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a pesar que la resistencia a tracción sigue aumentando, se pierden otras características como la flexión.

Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.

Proceso

Las diferentes operaciones que se realizan durante este proceso son:

-Afilado: Igual que en el estirado se procede a afilarse el exremo para poder introducirlo enla hilera.

-Patentado: Tratamiento térmico que consiste en calentar el alambre hasta 950 °C, y una vez alcanzada dicha temperatura; enfriarlo bruscamente en un baño de plomo a 500 °C. Este tratamiento tiene por objeto dar al alambre una estructura dúctil que permite el trefilado

-Decapado. Consiste en preparar y limpiar el material, eliminando el óxido que puede haberse formado en las superficies del material, en laminaciones anteriores. Normalmente se hace mediante ataques químicos y posteriormente se realiza una limpieza con agua a presión.

-Trefilado. Los lubricantes y diferentes máquinas son los factores principales. Se suele utilizar de lubricantes la parafina y el grafito en solución coloidal o finamente dividido. Donde las máquinas de trefilar están compuestas de tres elementos principales:

a. Una devanadora, donde se coloca el rollo de redondo.

b. Una hilera, de acero al cromo o widia. Similar a la del estirado. Para hilos finos se usan hileras de diamante. Colocads con refrigerante y lubricación continua del hilo.

c. Una bobina de arrastre, que tira del alambre.

-Acabado. Una vez que ya ha salido el material de la hilera, se le somete a operaciones de enderezamiento, eliminación de tensiones y, a veces, algunos tratamientos isotérmicos para conseguir mejoras en las características mecánicas del producto.

Equipo necesario

Las máquinas utilizadas para realizar este proceso se denominan trefiladoras. En ellas se hace pasar el alambre a través de las hileras, como se ha descrito anteriormente. Para lograrlo el alambre se enrolla en unos tambores o bobinas de tracción que fuerzan el paso del alambre por las hileras. Estas hileras se refrigeran mediante agua y las bobinas o tambores de tracción se refrigeran normalmente con agua y aire. Las trefiladoras pueden ser de acumulación en las que no hay un control de velocidad estricto entre pasos o con palpadores en las que sí se controla la velocidad al mantener el palpador una tensión constante.

Materiales a los que se aplica

Proceso de obtención del alambre

Tras el proceso de fundición del acero, se obtiene la palanquilla, de sección cuadrada, después por laminación en caliente se obtienen los rollos de alambrón con cascarilla. Este sufre un tratamiento térmico de austempering o patentado durante el cual, la austenita se transforma en bainita. La estructura bainítica da al material una ductilidad suficiente para facilitar su deformación en frío durante el proceso de trefilado.

Si se trata de alambres de acero con un bajo contenido en carbono, es suficiente un recocido, que recristaliza la ferrita dejando el material apto para trefilar.

El alambre así tratado pasa a continuación por un proceso de desoxidación en medio ácido, en el cual se eliminan los óxidos y la cascarilla que lo recubren al salir del horno de patentado. Antes del trefilado conviene proteger la superficie del alambre con una capa de fosfatos, (bonderización) o bien cobre, cal u otro depósito que servirá de soporte del lubricante de trefilería.