MANUAL PARA PREPARACION Y

CORRECCION DEL HERRAMENTAL DE

MATRICERIA PARA EXTRUSIONES DE ALUMINIO

Elaborado por: Ing. Akram Rachid Jafar

Grupo de Industria metalúrgica

Nelson+eduardo Leyton Toro de Pernambuco Brasil

Mapkoc - Marcos Kaleñuk de Buenos Aires Argentina

R.yan S. Mesa - Madrid, España

Juan Minguillón Funes - Zaragoza, España

AGRADECIMIENTO

Un especial agradecimiento al grupo de Industria Metalúrgica de emagister.com por su gran aporte técnico para mejorar y completar este manual de preparación y corrección de matrices.

INDICE

INTRODUCCION....................................................................................................1

MATRICES .............................................................................................................21.

PREPARACION DE MATRICES ............................................................................52.

HERRAMIENTAS PARA CORRECCION DE MATRICES .....................................73.

CORRIGIENDO MATRICES SOLIDAS ................................................................144.

CORRIGIENDO MATRICES TUBULARES ..........................................................225.

PROBLEMAS EN LAS MATRICES ORIGINADOS EN LA PRENSA .................306.

DEFECTOS Y MEDIDAS DE CORRECCION ANALIZANDO EL PERFIL ..........347.

LISTADO DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LAS MATRICES ..................378.

NITRURADO DE MATRICES ...............................................................................449.

INTRODUCCION

El Herramental de Matriceria para la prensas de extrusión es uno de los aspectos criticos del proceso de extrusión. Si el herramental de matriceria es diseñado, manufacturado y mantenido apropiadamente, le mantendrá la máxima calidad de los perfiles extruidos mientras se obtiene la máxima productividad.

Dentro del arreglo del herramental de matriceria, la herramienta básica es la Matriz y esta dividida para dos productos: Perfil Solido y Perfil Tubular. Por tal motivo, la preparación y su corrección antes de ser instalada en la prensa va a ser el tema que se va a profundizar en este manual.

Toda la información suministrada es una recopilación de informaciones recibidas por expertos en la materia y se debe tratar únicamente como referencia para el logro de soluciones a problemas Encontrados en los procesos de extrusión de aluminio.

1

Ranura del PIN Bolster

Sub-Bolster

Sub-Bolster

Bolster

Bolster

Platen

Platen

BackerMatriz

Matriz con Pocket

Feeder

Macho

Billet

Anillo de la matriz

Anillo de la matriz

Stem

Stem

Taco

Taco

Liner

Liner

Container

Container

Porta Matriz

Porta Matriz

Porta Matriz

Porta Matriz

Bocina de Tope

Anillo de Presion

Anillo de Presion

Perfil de Extrusion

Perfil de Extrusion

CONJUNTO TIPICO DEL HERRAMENTAL DE UNA MATRIZ SOLIDA CON POCKET

CONJUNTO TIPICO DEL HERRAMENTAL DE UNA MATRIZ TUBULAR CON POCKET

MachoMatriz

1.- MATRICES

2

INSPECCION DE RECIBO

INSPECCION DESPUES DE USO EN LAS PRENSAS

Las Matrices y su herramental son el corazón de su producto final. Malas Matrices producen Malas Extrusiones. Es tan simple. Las matrices deben ser tratadas como joyas y no como Yunques para martillar. Esta exageración no esta mencionada para insultar al matricero sino para resaltar nuestro punto de vista. Muy a menudo las matrices son tratadas sin ningún cuidado y son dañadas muy fácilmente. No es una buena practica de manufactura, colocar una mala matriz en la prensa y perder tiempo valioso de producción. Por esta razón, abajo hay una lista de chequeo para prevenir la instala-ción de una Mala Matriz y su Herramental y así obtener la máxima calidad y la máxima productividad en la prensa.Los posibles chequeos de inspección y mantenimiento para los herramentales de extrusión pueden ser distribuidos en dos categorías mayores:

Inspección de recibo de la matrices y su herramental.1. Inspección de las matrices y su herramental después de su uso en la prensa.2.

Identificación apropiada. Los numeros de las matriz, su correlativo, backer, bolster y feeder son importantes para 1. el ensamble del conjunto herramental de matriceria.

Inspeccionar por virutas del fabricante. Estas pequeñas virutas se esconden en la zonas de salidas del bearing 2. causando problemas de calidad en el perfil.

Inspeccione la dureza rockwell de las matrices y su herramental. Dureza recomendada 48-52 Rc para matrices y 3. 48-50 Rc para Herramentales

Inspeccione dimensionalmente. Diámetro, espesores, y escalones de los bearings.4. Dimensione con galgas pasa no pasa las aberturas de la matriz.5. Inspeccione la separación apropiada del herramental de soporte6. Herramental apropiado de soporte en Backer y Bolster7. Inspeccione por separación apropiada en la salida8. Inspeccione el acabado, la horizontalidad, la planitud, y la transición de los bearings9. Inspeccione por alineación apropiada de la matriz y su herramental10.

Después que todos los herramentales se hayan utilizados para extruir la producción requerida y que hayan sido pasados por la soda cáustica para su limpieza; se recomienda realizar una inspección detallada. Aquí se describen algunos deta-lles en donde chequear.

TODAS LAS MATRICES: Inspeccionar por desgastes en la superficie de los Bearings. Esto causa mal acabado del metal.1. Inspeccionar por fisuras en Lengüetas y areas criticas.2. Chequear el peso por metro lineal para monitorear que el producto no este pesado y fuera de especificación.3.

MATRICES TUBULARES: Inspeccionar por fisuras en los Brazos o en las cámaras de soldadura del macho de la matriz.1. Chequear que la cara de la Matriz y la cara del Macho este uniformemente horizontal. Alguna deformación pre-2.

sente puede indicar fatiga en algún herramental del conjunto. Chequear por mellas en las areas cónicas de sellado de la matriz y su conjunto ensamble. Esto puede dañar el 3.

anillo de la matriz.

MATRICES SOLIDAS: Inspeccionar por Planitud de la Matriz y el Backer. Si la matriz o el Backer no están planos, lo mas probable que 1.

el metal no este pasando por la superficie del bearing correctamente. Ademas si se deja que la matriz se deforme demasiado, puede contribuir a mala calidad del producto y baja productividad.

Inspeccionar por Fisuras en la aberturas de la matrices. Esto causa lineas de matrices en el producto final 2. extruido.

Inspeccionar por Fisuras en los Backers. Esto causa que el metal fluya pobremente y acorta la vida útil de la 3. matriz.

BOLSTERS Y HERRAMENTAL DE SOPORTE:Inspeccionar la Planitud de Bolsters y Sub-Bolsters. Estos soportes si no están uniformemente planos causan 1.

problemas durante la extrusión y permiten que la matriz se flexione demasiado.Asegurarse que todas las superficies estén limpias y libre de acumulamiento de aluminio2. Inspeccionar la Dureza. Periódicamente hay que chequear la dureza ya que están expuestos a cambios de 3.

temperaturas a lo largo del tiempo de trabajo. La Dureza Rockwell ideal es entre 48 y 50 Rc.Inspeccionar por Fisuras. Pequeñas fisuras en las esquinas eventualmente provocaran mayores fisuras causando 4.

fatigas en el conjunto herramental.3

PRECALENTAMIENTO DE MATRICES Y HERRAMENTAL DE SOPORTE (BOLSTERS Y BACKERS)

Inspeccionar por mellas causadas por el manejo del herramental. Las mellas causan que los otros herramentales no 5. asienten apropiadamente provocando daños.

Inspeccionar los agujeros para el levantamiento que estén libre de cualquier material foráneo y así tener la rosca 6. completamente libre para roscar el gancho.

ANILLO DE PRESIÓN DEL PLATEN: El anillo de Presión de la prensa es considerado la válvula de seguridad de la Prensa y a veces no se le da la importancia que se merece. Cuando se trabaja con anillo desgastados se puede perder el paralelismo y así arriesgando a fisurar los tirantes de la prensa. Cuando nuevo normalmente esta entre 3 a 5 mm sobresaliente, rectificado y con dureza de 42 a 44 Rc. El control minimo es de una (1) vez por semna.

Inspeccionar por planitud. Chequear si existe una marca o impresión del tamaño aproximado del Bolster o 1. Sub-Bolster. Esto indica que el anillo se esta desgastando y hay que reemplazarlo.

Asegurarse que este limpio y libre de acumulamiento de Aluminio.2. Cuando se trabaja con un Anillo desgastado se puede perder el paralelismo y asi ariesgando a fisurar los Tirantes 3.

de la Prensa. Inspeccionar por Fisuras. Si el anillo tiene fisuras se puede asegurar que todo el conjunto herramental esta flexio-4.

nando demasiado provocando que se acorte su vida útil.

ANILLO DE LA MATRIZ: Inspeccionar las areas de sellado en los anillos cónicos de la matriz por cualquier acumulamiento de aluminio o 1.

virutas. No se recomienda que exista partículas de aluminio entre el anillo y el ensamble del conjunto herramental.Inspeccionar las areas de sellado en los anillos de escalón igualmente por acumulamiento de metal. Chequear la 2.

dimensión del escalón para asegurarse que la matriz no extruya lejos permitiendo que la cuchilla toque la matriz mien-tras corta el exceso.

Inspeccionar los agujeros para el levantamiento que estén libre de cualquier material foráneo y así tener la rosca 3. completamente libre para roscar el gancho.

Inspeccionar las Chavetas por desgastes ya que esto causa desalineación en el ensamble del backer con la Matriz.4.

PORTA MATRIZ:Inspeccionar por acumulamiento de grasa, sucio o aluminio. Esto causa desalineacion del herramental1. Inspeccionar el Tope Bocina y sus tornillos cuando aplique. 2.

Este punto es importante y tiene mucha influencia en la vida útil de la matriz y su funcionamiento. Las directrices abajo se refiere a la temperatura de la matriz y los herramentales de soporte requeridos para el proceso de extrusión.

Las temperaturas de la Matriz y el Billet deben ser controladas al igual que la velocidad de extrusión para crear una temperatura de salida del Perfil de aproximadamente 520 °C. La Temperatura de trabajo de la Matriz para que pueda cumplir este requisito debe ser precalentada a 440 ºC aproximadamente. Algunos puntos para este precalentamiento se mencionan a continuación:

Chequear Dureza Rockwell antes de Precalentar en el Horno para evitar que la matriz entre en el proceso de 1. recocido. Es importante frezar debajo de la capa de nitrurado en areas no criticas para saber al dureza real.

El precalentamiento debe realzarse en un horno que caliente a la misma temperatura toda el area.2. Las matrices deben ser ensambladas con su anillo respectivo y precalentada como una sola unidad cuando 3.

están nuevas. Colocar todo el conjunto a precalentar en el horno perjudica la matriz como su herramental, porque demora en 4.

calentar, se produce un tratamiento térmico de recocido y perdida de dureza en la matriz por difusión de los nitruros y ademas se produce oxidación.

Es importante que el horno de precalentamiento tenga una atmósfera inerte para reducir la oxidación. Esto se 5. puede lograr colocando piedras de coke metalúrgico de 3 a 4 pulgadas de diámetro.

La Temperatura de la atmósfera del horno ideal para el precalentamiento debería ser la que produzca una 6. temperatura real de contacto en la matriz de 440 ºC y que sea estable y homogénea.

Matrices que tienen una relación de extrusión alta deben ser precalentadas hacia el limite superior para permitir 7. que el empujón inicial del aluminio en la prensa sea mas fácil.

Los hornos de precalentamiento deben ser calibrados cada mes para controlar la exactitud de las mediciones.8. Vigilar de no meter matrices frías al horno al lado de la siguiente en producción por la diferencia térmica.9.

Es importante observar el desempeño de las matrices en las prensas después que pasan mas de 8 a 10 horas 10. en el horno de precalentamiento. 4

La preparación de una matriz para prueba, constituye una de las principales actividades de la Matriceria de Corrección, pues es a través de ella que determinaremos las condiciones de fabricación de la matriz y procederemos a realizar algunas correcciones preliminares buscando la aprobación en el menor número de pruebas posibles.Con el avance tecnológico y de acuerdo con la cooperación entre el cliente y el fabricante de matrices, las matrices pueden adquirir un grado de confiabilidad donde la necesidad de intervención pre-prueba tiende a ser mínima.

Podemos citar como los principales pasos para la preparación de una matriz:

Verificación del calibrado de la Matriz

Este procedimiento es hecho con pernos calibradores estandarizados con variación de 0,01mm y tolerancia de 0,002mm. Una vez con los pernos en la mano, y el diseño del perfil, se debe empezar por un espesor cualquiera y considerar que la matriz fue fabricada con la compensación de la concentración del aluminio, escoger pernos de medidas mínimas y máxi-mas, probar su deslizamiento entre los espesores de los Bearings.Logrando una mayor vida útil, algunas matrices son proyectadas y fabricadas con reducción de espesores, se debe tener esto en cuenta para la escogencia de los pernos. La matriz estará en buenas condiciones de calibrado cuando el paso del perno sea lo más ajustado posible. Con este método, también se verifica si hay alguna variación de las medidas en un mismo espesor del perfil entre las bocas de la Matriz. Estas variaciones pueden generar diferencias en el flujo de metal, causando problemas dimensionales y hasta diferencias de velocidad.

Verificación de las salidas de la Matriz

Es muy importante verificar las salidas del perfil, las salidas deben tener un ángulo suficiente para permitir el libre paso de los perfiles durante la extrusión.Los ángulos muy pequeños o con acabado rugoso, pueden generar taponamiento y hasta llevar a la ruptura de la matriz durante la prueba

Verificación de las medidas de los Bearings

La verificación de los Bearings debe ser realizada, midiendo a partir de la cara de la salida y comparando con lo especifi-cado en el proyecto de la Matriz.Además de estar de acuerdo con el proyecto, los Bearings deben mantener la uniformidad entre las bocas de la matriz, en caso de que esta tenga más de una boca.Divergencias entre las longitudes de los Baring´s de una boca para otra puede generar diferencias de velocidad.

Verificación de los redondeados de los Bearings

Llamamos redondeado, al punto de transición de una longitud de Bearing para otra. Cuanto mayor sea la variación de la longitud de los Bearings, más suave debe ser el Redondeado, sobre todo en los puntos donde hay cambios de espesores en el perfil. Lo ideal es que el redondeado sea una curva suave, si no existe este redondeado, se puedehacer una corrección con un corte a 45º o menor. Transiciones bruscas de Bearing provocan bandas y salientes en la su-perficie de los perfiles.

Compensacion de la Deflexion de las Matrices Tubulares

Es natural que durante la extrusión el macho presente una deflexión superior a la de la Matriz que es apoyada por los acce-sorios (Backer, Bolster, Shering). Esta diferencia de deflexión, hará que el núcleo del macho se proyecte hacia adentro de la matriz, volviendo a una posición normal a cada final de extrusión. El diseño debe prever esta deflexión, y compensarla con aumento en el bearing del macho, que de acuerdo con el tamaño de los perfiles puede ser de 1 hasta 1,5mm mayores que la matriz.

NOTA:EL BEARING ES LA SUPERFICIE DE LA ABERTURA DE EXTRUSION, PERPENDICULAR A LA CARA DE LA MATRIZ, QUE CONTROLA EL FLUJO DEL METAL. TAMBIEN SE LE DENOMINA PLANO DE ROCE DE LA MATRIZ.LA LONGITUD DEL BEARING ES LA MEDIDA QUE SE TOMA DE LA SUPERFICIE EN PROFUNDIDAD DEL BEARING EN CUALQUIER PUNTO.LA TRANSICION DEL BEARING ES EL AREA DEL BEARING EN DONDE HAY UN CAMBIO EN SU LONGITUD.

2.- PREPARACION DE MATRICES

5

ANTES

DESPUES

FLUJO DEL MATERIAL

Verificacion del redondeo del los bearings Antes y Despues de la Correccion

Versificación de Angularidades de Los Bearings

Verificación de angularidades de los Bearings

La verificación de la angularidad debe ser hecha utilizando una escuadra de precisión y un bloque patrón rectangular. Como referencia se debe siempre usar la cara de entrada de la matriz o cara del núcleo en el caso del macho.Se debe usar el Bloque Patrón para mantener la distancia entre la Escuadra y la Matriz, de forma que permita la incidencia de luz. En ángulo entre el Bearing y la cara de referencia de la Matriz, debe ser siempre de 90º.De esta forma para que este en buenas condiciones de angularidad no podrá haber paso de luz entre la lámina de la Escuadra y la superficie del Bearing.Decimos que la Matriz está con “Choke” (Freno) siempre que haya un ángulo mayor de 90º entre el Bearing y la cara de la entrada de la Matriz, el “Choke” es utilizado muchas veces como un último recurso de correc-ciones en regiones donde se desea dificultar el paso del Aluminio.Cuando la incidencia del ángulo fuese mayor en la salida del Bearing de la Matriz decimos que la Matriz está con salida, esta también de forma controlada puede ser usada como un último recurso de correcciones en casos extremos.

CHOKESALIDA

CONCAVIDAD

BEARING CON FRENO BEARING CON SALIDA BEARING CONCAVO

6

Bearing

Salida

Base de la Escuadra

Lamina de la Escuadra

Bloque Patron

ESCUADRAS AJUSTABLES

PUNTA DE TRAZADO BLOQUESPATRON

MICROMETROVERNIER

MICROMETRO DEPROFUNDIDAD

MICROMETRO PARA INTERIORESCONUNTO -NIVEL

GALGASGALGAS DE

PUNTAS CONICASLIMADOR VERTICAL

PARA MATRICES

ESCUADRAS PARA MATRICEROS

3.- HERRAMIENTAS PARA CORRECCION DE MATRICES

En la industria de la extrusion de aluminio, para producir ciertos tipos de perfiles hay que hacer ajustes y correcciones a las matrices para poner la puesta a punto en las prensas y asi sacar muestras aprobadas antes de la extrusion. Hasta ahora este trabajo de corregir matrices de extrusion ha sido muy artesanal y las personas que trabajan en esto deben tener mucha experiencia y saber usar limas, fresadoras, escuadras, barras paralelas y muchas otras herramientas facilmente y rapidamente.A continuacion se presentan las herramientas diarias utilizadas para la correccion de matrices de extrusion.

7

MOTOR TOOL CONSUS HERRAMIENTAS

DE PIEDRAS Y CARBONO

PULIDOR DE MATRICES

GALGAS DE RADIOS

LIMAS PARALELAS LIMAS DE AGUJAS

LIMAS DE DIAMANTE

TRANSPORTADOR

8

ALGUNAS APLICACIONES DE LAS HERRAMIENTAS

LOS BLOQUES PATRON

Los Bloques Patrón son herramientas con dureza entre 65 y 70 Rockwell C. Esta herramienta ayuda al matricero limar el Bearing para colocarlo plano y paralelo con cada uno cuando se abre una matriz a un espesor de pared deseado. Los Bloques patrón son utilizados principalmente para corregir matrices solidas, se puede usar para limar a mano o con la lijadoras vertical. La longitud de los bloques patrón es determinada por el diámetro de la matriz a ser limada. Usualmente, los bloques patrón están hechos para acomodar al menos tres tamaños de matrices. Esto es obtenido haciendo los bloques lo mas largo posible con agujeros extras a los extremos para ajustes. (Vea las figuras A y B).

Los Bloques Patrón pueden ser utilizados como se muestran en las figuras C y D para eliminar Bearings con salidas, Bearings con choke (estrangulados) o para simplemente abrir mas las paredes del perfil. El Bloque patrón debe estar siempre calibrado para que mantenga siempre todos los ángulos de 90° y la superficie plana. Cualquier defecto en el bloque patrón se mostrara en el Bearing de la matriz de extrusión. Los bloques patrón deben ser tratados térmicas siempre que baje la dureza por debajo de 65 Rockwell C.

9

Arreglo para Limar matrices con la ayuda del bloque patron

Acabado de

Superficie Calibrado

Bloque Patron

Lima

Bearing

Salida para Fresado

Clamp Ajustable

Bloque Patron

Bearing Paralelo Deseado

Lima

Matriz

Bearing con salida

MatrizC D

BA

EL USO DEL MOTOR TOOL

El Motor Tool manual es una herramienta muy útil cuando se trabaja con matrices de extrusión, especialmente matrices tubulares. Algunas veces las matrices tubulares tienen grandes cantidades de metal a ser removidas antes de ser usada de nuevo para producir una extrusión aceptable. Por este motivo un motor tool manual de uso industrial debe estar siempre disponible. Esta herramienta remueve el metal excedente rápidamente y deja un acabado bueno al mismo tiem-po.

A continuación se describen varios tipos de trabajos en donde se le dan un buen uso al motor tool para corregir las matrices de extrusión.

Cuando una sección de un Bearing esta muy largo y la extrusión se esta moviendo lentamente en esa sección, se puede cortar esa longitud extra del Bearing frezando manualmente desde la salida del bearing como se ilustra en la Fig. 1.

En la Fig. 2, vemos como una de las paredes del perfil que esta siendo extruido esta saliendo lento (Frena-do), en el cual va a tender a formar Twist en la Extru-sión. Frezando el Bearing que esta excedido desde el lado de la salida la extrusión se balanceara, como se observa en la Fig. 3. El Flujo balanceado de aluminio a través del bearing producirá extrusiones sin defectos de Twist (Ondulaciones o Distorsiones). Esta operación de fresado debe ser realizado después de chequear por Bearing aliviados o estrangulados.

Bearing

Fig. 1

Fig. 2 Fig. 3

La Operación de Fresado desde la salida del Bearing a veces es muy problemática realizarla especialmente cuando se esta frezando puntos muy estrechos, como agujeros para tornillos en los perfiles, etc. En los casos muy estrechos en que no se pueda realizar la operación, se procede a frezar desde el lado de la entrada del Bearing sobre la cara de la matriz.Vea las figuras 4, 5 y 6.

10

Fresa de carburo

Motor ToolBearing Extra a ser removido con el Motor tool

Matriz

Extrusión

Sección en donde se frena la Extrusión

Matriz

Frenado antes del Fresado

Después de Fresado del Bearing, Extrusión se mueve hacia adelante

Extrusión

11

Fig. 4

Fig. 5Fig. 4

Fig. 6

BearingDeseado

Frezando la cara de la matriz para ayudar a aumentar la velocidad en las zonas lentas o frenadas de la matriz de extrusión, se obtiene los mismos resultados al igual cuando se fresa la salida del Bearing.Cuando se esta frezando los Bearings en matrices solidas, se debe controlar la cantidad del bearing removido chequeándolo con micrómetro. Se debe tomar en cuenta en matrices de múltiples cavidades de frezar todos los bearings al mismo espesor. Vea las figuras 7 y 8.

Matriz

Todas las tres cavidades deberían ser reducidas con el mismo espesor

Fig. 7 Fig. 8

Extrusión

Motor Tool

Fresa

Area de Fresado

Extrusión

Pared después del Fresado

Pared del Perfil que esta frenada

Profundidad de la Operación de fresado

Micrómetro de profundidad

Matriz

Superficie del Bearing Reducida

Acero removido de la cara de la Matriz

Fig. 9 Fig. 10Fresado Incorrecto

Fresado Correcto

MatrizMatriz

En la figura 7, se muestra la forma correcta de chequear la cantidad de Bearing ha ser removido de la cara de la matriz. En la figura 8, se observa la importancia de mantener registros de la cantidad de metal a ser removido de cada cavidad. De este modo el fresado sera el mismo en todas las cavidades para matrices de múltiples bocas. Se recomienda que la operación de fresado en la cara de una matriz de extrusión debe ser hecha en areas lo mas larga posible, porque cuando se realiza el fresado se actúa como un estrangulamiento (Choke), no como salida. En muchos casos cuando parece que la velocidad es alcanzada, es lo contrario ya que se reduce el flujo del aluminio debido al ángulo de flujo del aluminio que ha sido restringido. Vea las figuras 9 y 10.

Cuando se trabaja con matrices tubulares el motor tool se convierte en una herramienta muy versátil. Existen mas formas para corregir matrices tubulares que las matrices solidas.Como se puede observar en la Fig. 11, frezando el exceso de acero en el mandril o núcleo en las matrices tubulares para frenar el flujo de aluminio, los lados mas lentos pueden subir su velocidad para alcanzar las otras areas de la extrusión como se ilustra en las figuras 12, 13 y 14.

Fig. 11Fig. 12

Fig. 13 Fig. 14

Obstrucción eliminada con el Fresado

Extrusion

Obstrucción al flujo de Aluminio

Lados Frenados o Lentos

Billet

Ondulaciones

Extrusion

Lados lentos frenan a extrusion

Ondulaciones eliminadas por el flujo del aluminio

12

EL TRANSPORTADOR

El Transportador es usado en casos cuando no se puede obtener un flujo balanceado de aluminio alrededor del núcleo de una matriz tubular. Después de chequear el bearing en el macho de la matriz tubular, la abertura de las paredes de la matriz, etc., y encontrando que están correctas, luego se procede a chequear con el transportador para ver si hay alguna diferencia en los ángulos que alimentan el aluminio alrededor del núcleo.

Como se puede observar en la Fig. 15, los dos lados están siendo alimentados por dos paredes del mismo espesor, pero el ángulo del lado derecho es mayor que el ángulo del lado izquierdo. Esta condición tiende a frenar el flujo del metal en lado derecho. Frezando el lado derecho para igualar los ángulos en ambos lados el flujo de aluminio sera balanceado y la extrusión estará libre de defectos como el Twist. Esta es una de las múltiples aplicaciones en donde se utiliza el transpor-tador.

Nucleo Transportador

Macho

Angulo MayorLado Derecho

Fig. 15

EL MARTILLEO CON PUNZONADORES

Los Punzonadores son herramientas que se pueden hacer en el taller y deben ser tratadas térmicamente para que den una dureza entre 50-55 Rockwell C. Con esta dureza se asegura que esta herramienta realizara un buen trabajo. Si tiene mucha dureza puede partirse en los martilleos y cuando se este soplando podrá ser muy peligroso.

Los Punzonadores son usados principalmente para cerrar aberturas, para los agujeros autorroscantes, etc.

PUNZONADOR PUNZONADOR

Area a Punzonar Area a PunzonarFig. 16

13

4.- CORRIGIENDO MATRICES SOLIDAS

Algunos factores que hay que tomar en cuenta cuando se están corrigiendo matrices de extrusión son:Temperatura de la Matriz, • Temperatura del Container, • Temperatura del Billet, • Velocidad de Extrusión,• Alineación de la Prensa y• Deflexiones en la Matriz o en el Herramental de la Matriz.• La Punta o Inicio de Extrusión es una condición necesaria para determinar la corrección•

Antes de Presion de Extrusion

Deflexion durante la Extrusion

Manteniendo estos factores en cuenta, estamos seguros que para corregir matrices, el 90% del trabajo ha ser realizado esta basado en la experiencia y la vocación hacia este trabajo.Hay siempre mas de una forma de corregir el mismo problema en una matriz de extrusión y nunca dos (2) matriceros van a corregir un problema de matrices de la misma manera. La Corrección sera diferente pero el objetivo final es el mismo entregar matrices que produzcan buenos perfiles de extrusión.

Fig. 17 Fig. 18

Ejemplo de Matriz Solida

14

METODOS DE CORRECCION

Los metodología mas común para corregir matrices de extrusión es seguir el siguiente Patrón:

Abrir Alimentación y No Obstruir1. Trabajar con las Cámaras y no con el Bearing (Plano de Roce)2. Balancear con cortes los Bearings, cortando siempre desde atrás3. Trabajar con Frenos (Choque), Totales o Parciales y Aceleraciones en el Plano de Roce4. Como ultima opción, Relleno con Soldadura para Obstrucción. (Si este procedimiento no se realiza bien, se 5.

puede destruir la matriz por completo)

Cuando se aceptan Deflexiones en las Matrices y el Herramental sus consecuencias son las siguientes:

Aumenta el Numero de Correcciones• Inconsistencia dimensional de los perfiles durante la extrusión• Reducción de la Vida Útil de la Matriz y el herramental• Aumento de Rectificaciones del herramental, aumentando el costo de fabricación• Aumento del numero de matrices necesarias para fabricar los pedidos, aumento los costos de Producción•

En resumen, los metodos de correccion de matrices se resumen en dos grandes pasos:Eliminacion de material en la matriz1. La aportacion de material por soldadura.2.

En las figuras 19 y 20, se muestra como el matricero debe balancear el flujo de aluminio limando el Bearing para aliviar (salida) y limando el Bearing para estrangular (Choke) el flujo del metal.

FLUJO DEL METAL

Fig. 19

Limar en esta zona para aliviar (Bearing con salida) y así acelerar el flujo del metal

Limar en esta zona para estrangular (Choke) y así frenar el flujo del Metal

En las figuras 21 y 22 se muestra un método para corregir el problema de la matriz del perfil en cuestión.Como se puede observar, el perfil es una viga U en donde los laterales se mueven extremadamente rápido en relación con la parte superior. Para corregir este desbalance del flujo del metal, se debe acelerar el flujo del metal en la zona del Bearing donde se esta frenando y esto se logra limando el bearing para aliviar el flujo como se muestra en la fig 22.

Fig. 21 Fig. 22 Matriz

Flujo Frenado

Bearings de la Matriz

Laterales moviéndose muy rápido

Flujo muy rápido en laterales del Perfil

15

FLUJO DEL METAL

Fig. 20

Perfil

En los casos en donde la angularidad de los laterales esta fuera de especificación ya sea hacia dentro o hacia afuera, se debe corregir la matriz limando para aliviar (bearing con salida) o estrangular (Choke) el bearing en las direcciones donde se quiere que los laterales se mueva. Vea las siguientes figuras 23, 24, 25 y 26.

Fig. 23 Fig. 24

Fig. 26Fig. 25

Fig. 27 Fig. 28

Perfil Perfil

Lateral Hacia Afuera

Lateral Hacia Adentro

Freno

FrenoSalida

Salida

Flujo del metal Flujo del

metal

Como se ve en la Figura 27, se debe limar el lado interno para Bearing con salida y así aliviar el flujo y frenar (Choke) en el lado externo del Bearing del lado lateral derecho. Con esta ac-ción se logra que este lateral derecho tienda a moverse hacia la parte interna del perfil de la viga U.

En la figura 28, se debe limar para Frenar (Choke) el lado interno del Bearing y limar para Bearing con salida en el lado externo del lateral del perfil en cues-tión. Con esta acción se logra que este lateral tienda a moverse hacia la parte externa del perfil de la viga U.

Limar para Frenar (Choke) lado externo del Bearing

Limar para Frenar (Choke) lado interno del Bearing

Limar para aliviar el lado interno del Bearing

Limar para aliviar el lado externo del Bearing

16

Las ilustraciones 29 y 30, nos muestran como se debe tratar de corregir la matriz para ajustar únicamente el flujo. Los bearings deben estar a 90°C con respecto a la cara de la matriz en todo momento. Cuando se quiera acelerar en alguna zona, se debe limar la cara de la matriz alrededor del area que se quiere subir la velocidad del flujo del metal o eliminar el exceso del bearing que esta en la parte trasera de la matriz.

Limar la cara de la matriz para acelerar flujo del metal Superficie del

Bearing mas corta

Superficie del Bearing mas corta

Eliminar exceso del bearing de la parte trasera de la matriz para acelerar el flujo del metal

Fig. 29 Fig. 30

Los dos métodos son utilizados y dan buenos resultados. El primer paso que se debe tomar para corregir una matriz de extrusión es chequear que todas las aberturas de las paredes estén dentro de tolerancias, especialmente las paredes que estén situadas en lengüetas profundas que son las mas propensas a deflexiones extras.

El fabricante de matrices debe aplicar un factor de seguridad en todas las aberturas para asegurarse que la matriz pueda producir perfiles de extrusión comenzando con tolerancias por debajo de lo comercial.

Si después de inspeccionar la matriz, se encuentra que las paredes deberían estar un poco abiertas, se debe abrir antes de extruir el primer billet a través de la matriz. Después de abrir las paredes y cumplir con la especificación, se debe chequear todos los bearings de la matriz para asegurarse que estén paralelas y libre de virutas. Limar todas las marcas, especialmente en superficies expuestas del perfil de extrusión.

MATRICES CON LENGUETAS PROFUNDAS

Todos los bearings tienen que estar a 90° con respecto a la cara de la matriz con la excepción de los casos en donde se encuentran lengüetas profundas. En estos casos, se prefiere que la parte superior del Bearing sobre la lengüeta este ligeramente por encima de 90° como se ilustra en las siguientes figuras 31, 32, 33 y 34

Bearing

Paralelos

Area de Deflexión

Angulo mayor a 90°

Lengüetas Desviadas bajo la Presión

Lengüetas Desviadas bajo Presión producen Bearings Paralelos

Fig. 31 Fig. 32 Fig. 33 Fig. 34

El Bearing opuesto a la lengüeta debe estar ligeramente mas largo, para que cuando la lengüeta se desvíe, la salida del bearing pase a estar en el mismo plano de trabajo. Si esta operación no se realiza, habrá ocasiones en que la extrusión salga con curvatura convexa como se puede observar en las figuras 35, 36 y 37.

17

Bearing con longitudes iguales

Lengüeta Lengüeta Desviada

Bajo Presión los Bearings llegaran a estar Desiguales

Curva Convexa

Fig. 35 Fig. 37Fig. 36

De lo Contrario, si el Bearing superior esta plano y el Bearing de la lengüeta es limado para aliviar (salida), la extrusión tendera a curvear en forma cóncava. (Ver Figuras 38, 39 y 40).Es importante que los Bearings estén en el mismo plano del lado de la salida especialmente en las lengüetas que tie-nen excesiva deflexión. Lo mas cerca que acerque a los Bearings opuestos en la lengüeta, mejores perfiles de ex-trusión de obtendrán.

Bearing con Salida

Bearings con longitudes iguales

Bajo Presión Bearings Llegaran a estar Desiguales

Curva Concava

Fig. 38 Fig. 39 Fig. 40

PROBANDO LAS MATRICES

Después de haber chequeado varios de los procedimien-tos descritos anteriormente, se puede proceder a pasar uno (1) o (2) Billets para extruir una prueba.Cuando se esta produciendo una matriz nueva, asegúrese siempre de cortar y marcar apropiadamente las puntas de cada cavidad de la matriz. Similarmente, los centros de la longitud de la extrusión deben ser marcados y cortados en pedazos de 30 cm aproximadamente como se ilustra en la figura 41.Estos pasos deben ser tomados en cuenta muy bien para evitar corregir la cavidad errónea de la matriz. Esto es específicamente en matrices de múltiples cavidades

Marcas y Cortes en el centro de la longitud de la extrusión

Marcas y Cortes en las puntas de la extrusiónMatriz

Fig. 41

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Cuando ya se tiene las puntas y los cortes centrales de la extrusión, se procede a estudiar la tendencia del flujo del alu-minio y las areas que se mueven lentas (frenadas) y rápidas. Esto se obtiene de las puntas.De los cortes centrales se procede a chequear dimensiones de paredes y dimensiones generales. Después de este chequeo y verificando las dimensiones que están fuera de especificaciones, se procede a abrir todas la paredes que se necesitan abrir antes que realizar cualquier corrección.

Muchas veces se encuentra que solamente con abrir las paredes de la extrusión a la dimensión deseada, el flujo del aluminio cambia y la extrusión sale con la angularidad correcta. Si después de corregir las aberturas de las paredes a las tolerancias comerciales la extrusión sigue fuera de angularidad, entonces se procede a corregir la matriz de acuerdo a las puntas.

Cuando se prueban matrices, se debe tomar en cuenta que no se debe usar lubricante en exceso en los Bearings. El lu-bricante en exceso se derrite en condiciones extremas de calor y se depositara en la parte horizontal de los Bearings. El lubricante en exceso sobre estos bearings hara que le aluminio fluya mas lejos sobre las superficies horizontales bajas, causando lo que se llama “Breakthru Falso” o falso rompimiento. (Vea figura 42). No se debe usar ningún tipo de Grasas, las soluciones de Grafito resisten mejor a la fusión.

Siempre se debe tomar muy en cuenta este factor ya que muy a menudo se trata de frenar una sección de la extrusión que no necesita.

La temperatura y la velocidad son los factores mas importantes cuando se están probando las matrices. La matriz debe correr en Production a la misma temperatura y velocidad de extrusión que fueron usadas cuando se procedió a corregir la matriz. Muy a menudo la matriz es corregida a una velocidad especifica y cuando llega a Production de nuevo, incrementan la velocidad de extrusión. Este incremento en la velocidad de extrusión hace subir la temperatura del aluminio que pasa a través del Bearing, cambiando su flujo sobre las aberturas criticas en donde debe tener un flujo mas frenado para mantenerse acorde con el resto de la extrusión. Esto es mas común en matrices tubulares, en donde se tiene alojamientos para tornillos o cualquier otro diseño critico sobre el mandril o macho de la matriz. En los casos de alojamientos de tornillos, habrá una tendencia a rasgarse. (Ver Fig. 43)

Esto no quiere decir que en un alojamiento de tornillo o en cualquier diseño critico en el macho (mandril) de una matriz tubular se tienda a rasgar por la velocidad en la prensa. Algunas veces esto pasa cuando estas areas no son alimentadas apropiadamente.

Fig. 42 Fig. 43Lubricante en exceso se depositara en estas areas

Ningún Lubricante aquí

Los agujeros Autorroscantes se ragaran

Perfil de Extrusion

Otro punto que hay que estar pendiente durante las pruebas de matrices es la alineación de las prensas. Una Matriz el cual haya sido corregida para una prensa que esta alineada correctamente, no puede volver a producir correctamente en una prensa que esta fuera de alineación. La Matriz debe ser retrabajada para compensar por la Des alineación de la prensa. (Ver las figuras 44 y 45).

En la Figura 44 se ve como la matriz fue corregida para una prensa que esta bien alineada. El Flujo del aluminio esta balanceado uniformemente. En la Figura 45 la misma matriz es preparada para producción en la misma prensa, con la misma temperatura del Billet, con la misma velocidad de extrusión, pero esta vez la prensa esta fuera de alineación. Consecuentemente, el flujo del metal cambiara para ajustarse a la des-alineacion de la prensa. Esto en la mayoría de los casos requiere una corrección suave para producir perfiles aceptables.

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Matriz

Fig. 44 Fig. 45MatrizMatriz

Diámetro del billet Diámetro

del billet

También en la figura 45 se puede notar que el container esta fuera por el lado izquierdo y el billet esta fuera del mismo lado. Esta condición moverá el lateral izquierdo del perfil hacia el centro del diámetro del Billet, en donde el flujo del alu-minio esta a mayor velocidad. Cuando el flujo del aluminio es manejado de esta manera, es claro que la matriz necesita ser corregida para compensar el desbalance del flujo del metal causado por la desalineacion.Una corrección en este caso particular es acelerar el lateral derecho que esta puesto en la punta de la circunferencia del Billet (Fig. 45). Esto es donde el flujo es menor debido al arrastre del Billet contra el Container.La corrección alterna es estrangulando (Choke) o frenar el flujo del metal en el lateral izquierdo (Fig 45) el cual esta sien-do puesto en el centro de la circunferencia del Billet debido a la desalineacion de la prensa.

Antes de corregir un matriz que se ha corregido anteriormente, siempre asegúrese que la prensa en donde estaba trabajando tenia buena alineación.

Otra condición que puede causar cambios en el flujo del metal en matrices bien corregidas son las resistencias quema-das en un lado del container en donde ese lado no se esta calentando a la temperatura especificada y esta enfriando el flujo del metal por esa area. Esto causa que el flujo del metal se frene en el area fría y fluya mas lento que en las zonas mas calientes del container. También, el mal precalentamiento de los billets pueden causar que un lado del billet tenga mas temperatura que el otro. Esto causaría que en el lado del billet mas frío el flujo del metal se frena causando proble-mas en la matriz que fue corregida apropiadamente.

Todos estos problemas se deben tomar en cuenta antes de tomar una decisión final de que hacer para corregir una matriz. Los ejemplos que se han usado para ilustrar los problemas que se pueden encontrar debido a resistencias del container defectuosas, pre-calentamiento defectuoso de los Billets y la desalineacion en la prensa, son para una matriz de una cavidad. Todo estos problemas se complican cuando se encuentra con una matriz de múltiples cavidades.En matrices de múltiples cavidades, el problema no es balancear una cavidad o la mitad de la extrusión, sino re ajustar todas la extrusión completa. Si no se re ajusta toda la extrusión se va a encontrar con longitudes diferentes de cada cavidad de la extrusión causando el incremento en el rechazo. También, se creara un problema con la estiradora en don-de se tendrá que mover hacia adelante y hacia atrás para compensar las diferentes longitudes de perfiles que salen de la matriz. Esto hace incrementar el costo de la operación.

En las figuras 46 y 47, se muestra la misma situación que se presento en la ilustración anterior con una matriz de una sola cavidad. Como se puede observar, el problema aquí es mas complejo, pero el procedimiento a seguir para corregir la matriz es el mismo utilizado para una cavidad. Las cavidades que caigan en la punta de la circunferencia del diámetro del billet tendrán un flujo mas lento que las cavidades que se encuentren en el centro del diámetro del billet. Entonces, la corrección que se debe hacer es que las cavidades mas lentas deben ser aceleradas para compensar las velocidades de las cavidades que se encuentran el centro del diámetro del billet.

Matriz

Diámetro del Billet

Diámetro del Billet

Fig. 46Fig. 47

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Otro problema que puede causar diferentes longitudes de cavidades en una matriz son cuando se liman los bearings uno para salida y el otro para choke. En una matriz de doble cavidad en donde se ajusta un bearing de una cavidad para salida y la otra cavidad se ajusta el bearing para choke como se ve en las figuras 48, 49 y 50.

Como se puede observar, las cavidades No.1 y No. 2 fueron limadas a una distancia de 0.125 pulgadas. Las extrusiones que salgan de estas dos cavidades tendrán el mismo espesor de pared. Pero, como en la cavidad No. 2 se corrigió el bearing para que estuviera paralelo y en la cavidad No. 2 se corrigió para que el bearing tuviera salida, la extrusión que sale de la cavidad No. 1 sera de mucho mas longitud que la extrusión que salga de la cavidad No. 2. La extrusión de la cavidad No.1 saldrá con mayor longitud y a mayor velocidad debido a que el aluminio encontrara me-nos resistencia cuando este fluyendo. Esto es porque la cavidad No. 1 se corrigió para Bearing con salida.

La misma situación pasara si el bearing de la cavidad No. 2 es corregida para que este paralelo y el bearing de la cavi-dad No. 1 se corrige para Choke o estrangulamiento como se ve en las figuras 51, 52 y 53.

En las figuras se puede observar que la misma situación se aplica, pero con la diferencia que la cavidad No. 2 sera la extrusión mas rápida aunque se haya corregido para un Bearing paralelo. La razón es que en la cavidad No. 1 se corri-gió para bearing con Choke y esto crea mas resistencia al flujo del metal. La longitud del perfil de la cavidad No. 1 sera mayor que la de la cavidad no. 1.

Estos ultimos ejemplos se ilustra algunas de las razones de porque el matricero debe chequear los Bearings de la matriz antes de probarla para asegurarse que estén bien paralelas y bien planas posibles. Chequeando estos pequeños detalles se ahorrara mucho tiempo al matricero. Ademas, se protege al herramental de sobre-corregimiento y mas aun se acortan el numero de pruebas costosas a realizar.

Fig. 48 Fig. 49 Fig. 50

Fig. 51 Fig. 52 Fig. 53

Bearings Paralelos

Bearings Paralelos

Bearings con Freno

Bearings con Salida

Cavidad No. 2 con espesor de 0.125 pulg.

Cavidad No. 2 con espesor de 0.125 pulg.

Cavidad No. 1 con espesor de 0.125 pulg.

Cavidad No. 1 con espesor de 0.125 pulg.

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5.- CORRIGIENDO MATRICES TUBULARES

Ya habiendo cubierto los casos mas típicos en las correcciones de matrices solidas, ahora procederemos a discutir las correcciones en matrices tubulares (ver Fig. 54). La mejor definición de una matriz tubular es que esta hecha para el propósito de una doble extrusión. Este factor las hace mas complejas para corregir.Hemos definido estas matrices como doble extrusión debido a que primero el Billet se divide en dos, tres o mas sec-ciones cuando choca contra la cara de la matriz. Después que el Billet ha sido seccionado en la cara de la matriz, las secciones del metal fluirán a través de las superficies del Macho (Mandril) hasta llegar a la abertura de la matriz en donde tomaran la forma final del perfil de extrusión (ver Figura 54)

MachoMatriz

Perfil

Billet después de ser seccionado fluirá a través y alrededor del macho hasta llegar a la abertura de la matriz

Ademas de ser mas complejas para ser corregidas, las matrices tubulares tienen mas variedad. No se puede aplicar un tipo de ma-triz tubular a cada perfil tubular producido. Pero, se puede escoger la mejor matriz tubular que se asemeje a la matriz que trata de producir para comparar.

Habiendo una variedad de matrices tubulares, el matricero debe familiarizarse con las características de cada tipo de matriz tubu-lar. Algunos tipos trabajaran con temperaturas mas bajas, o con menos presión. Algunas matrices deflexionaran mas que otras. En algunos casos se puede lubricar después de cada billet y así permitir extrusiones con mas billets consecutivos.

Fig. 54

Ejemplo de Matriz Tubular

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MATRICES TUBULARES TIPO CAVIDAD CONTENIDA O PORTHOLE

El tipo más común dentro del grupo de matrices Tubulares es la matriz Porthole , que consiste en una sección del macho y de la Matriz; puede o no puede tener un Backer.

El macho, también conocido como la base, genera las características internas del perfil. El macho tiene dos o más puertos; el billet de aluminio se separa en cada puerto y se unifica adentro en la cámara de soldadura antes de entrar la sección de el Bearing. Los puertos son separado por los Brazos, que apoyan la base o sección del macho

La Matriz, el cual crea las características externas del perfil, están ensamblada con el macho.

El Backer, cuando es utilizado, proporciona la ayuda de soporte al herramental y está inmediatamente adyacente, y en contacto directo con el lado de la salida de la Matriz. (Ver figuras 55y 56)

Hoy en día es la Matriz Tubular mas utilizada para cubrir las exigencias de acabado y tolerancias dimensionales normales exigidos por los clientes de Perfiles de Aluminio.

Fig. 55 Fig. 56

Macho

Matriz

MATRICES TUBULARES TIPO CONICO

Las matrices tubulares tipo cónico son utilizadas principalmente en perfiles de formas grandes y con baja relación de extrusión. Este es el tipo de matriz que no hace fisuras en el macho fácilmente debido a que el diámetro pequeño de la matriz es ligeramente menor que el diámetro del billet. Por esta razón parte de la presión aplicada al herramental es ab-sorbido por la masa de acero del anillo y la matriz siendo una pieza separada del anillo tiende a deslizarse hacia adelante mientras el billet es extruido y retorna a su posición normal cuando el ciclo de extrusión esta culminando (actuando como un pistón).La desventaja de estas matrices tubulares cónicas es que se lleva mucho tiempo en limpiarlas, chequearlas, pulirlas y correrlas de nuevo en producción.

Fig. 57

Fig. 58 Fig. 59

Anillo

Macho

Matriz 23

Diametro Ext. Anillo

MATRICES TUBULARES TIPO MONO-BLOCK

MATRICES TUBULARES TIPO PUENTE

Este tipo de matriz tubular es utilizada para producir perfiles de tama-ños pequeños con relaciones de extrusión excesivamente altos y que se deben extruir con matrices de múltiples cavidades. Alta calidad de Superficial y nivel de tolerancias dimensionales. Muy utilizado en la Industria Automotriz y tiene un sistema de porta matrices para 6 a 8 salidas.

Usualmente este tipo de matriz es preferida para formas de tamaños que arrancan con un 1/4 de pulg. hasta llegar a 1 3/4 Pulg. para Prensas de extrusión desde 700 Tons a 2200 Tons.

BolsterBacker

Matriz con Pocket Macho

Direccion de Extrusion

MachoMatrizBacker

Fig. 60

Fig. 61 Fig. 62

La matriz tubular tipo puente (ver figura 63) es utilizada principalmente con la idea de producir perfiles de extrusión con mejor acabado de superficie. Este es el tipo de matriz que corre a temperaturas mas bajas debido a que la matriz queda completamente limpia de residuos de aluminio cada vez que un Billet es extruido. La matriz que esta siendo limpiada cada vez que un Billet es extruido, le da chance al operador lubricar las Cavidades y los Bearings de la matriz con Spray Lubricador.

Matriz especial para la fabricación de perfiles con alto nivel de exigencia dimensional y tolerancias especiales. Especialmente para perfiles anodizados o coloridos para edificación tipo A. Es un tipo de matriz muy costosa y su Corrección demora mucho tiempo.

Lubricando la matriz constantemente la mantiene a temperaturas iguales dando un mejor acabado al metal. La desventaja de producir con este tipo de matriz es que la rata de rechazo se incrementa debido a que se debe usar una longitud mayor de locha para permitir la retirada de la locha cuando el container comienza el ciclo hacia atrás.Matrices tubulares tipo puente son utilizadas para producir perfiles de extrusión con paredes livianas como se ve en las figuras 64 y 65. También son utilizadas en matrices de múltiples cavidades o bocas.

Fig. 65Fig. 63

Fig. 64AnilloBacker

MatrizPuente Macho

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Dia 0.250” x 0.50” Espesor Pared

0.250 x 0.2500.50 “ Espesorde Pared

LUGARES DONDE CORREGIR EN UNA MATRIZ TUBULAR

DESALINEACION ENTRE EL MACHO Y LA MATRIZ

Todo material que forma el perfil extruido debe fluir a través de la cámara del macho y aunque sea una matriz de bocas múltiples, se debe siempre buscar el equilibrio en la alimentación (Flujo de metal) entre las cámaras.

La ventaja de corregir matrices tubulares es que hay varios sitios en donde corregir antes de tocar los Bearings. Una matriz tubular bien diseñada puede ser corregida únicamente limando o trabajando el flujo del metal en las cámaras de alimentación del macho y en muchos casos simplemente no tocando los mismos bearings.

Para corregir el flujo del metal en una matriz tubular, primero se debe examinar las cámaras de alimentación del Macho para asegurarse que el volumen de aluminio que fluye en una cámara este balanceada con el volumen del metal fluyendo en las demás cámaras del macho y tomando en cuenta la relación del area total de la forma del perfil siendo extruido. (ver figura 66).Para siempre tener un flujo uniforme, se debe tener en cuenta la variación normal del flujo de aluminio a partir del centro del Billet hasta los bordes. El tamaño de cada cámara de alimentación se debe determinar con base en el área del perfil a ser alimentado. Sin embargo, se utiliza una relación de 8 hasta 15 veces el área del perfil a ser alimentada para así determinar el área de la cámara.

Fig. 66

Fig. 67

Cámaras del Macho para alimentar lados cortos de la extrusión tienen menor volumen y por ende menos area

Cámaras del Macho para alimentar lados largos de la extrusión tienen mayor volumen y por ende mayor area

Espesor de Pared tipico de 0.125

Tomando este factor en consideración, ahora podemos saber que abriendo o restringiendo el flujo del metal a través de las cámaras se puede acelerar o frenar el flujo del aluminio en cualquier sección del perfil siendo extruido.

Una sección en una matriz tubular se frenara si también la sección esta extruyendo un espesor de pared liviano. Por eso se debe estudiar todas las posibilidades antes de abrir el flujo en una cavidad de alimentación de una matriz tubular.Las causas que una matriz tubular extruya perfiles con espesores de pared livianos son los siguientes:1.- Desalineacion del macho con respecto a la matriz2.- Alimentación deficiente a través de las cámaras del macho3.- Paredes limadas ligeramente.

Macho Desplazado

MatrizDesplazada

Extrusión con Espesor de pared Liviano

Extrusión con Espesor de pared Pesado

En los casos como se ilustra en la figura 67, no se debe realizar ninguna corrección hasta que no se resuelva el problema del desplazamiento de la matriz y el macho.

25

26

PAREDES CONCAVAS EN MATRICES TUBULARES

Otra característica de las matrices tubulares es que las cámaras alrededor del macho actúan como un bearing largo y el aluminio fluyendo a través de las cámaras puede crear excesivo recalentamiento.

En algunos casos se deben eliminar cualquier obstáculo en el macho para facilitar el flujo del aluminio mientras pasa por la superficie del macho. Esto se hace frezando y limando cualquier obstáculo que se vea en la superficie del macho. (ver figuras 68 y 69).

Como se puede observar en la figura 68, el ángulo esta muy inclinado y esto creara dos obstáculos a los lados del macho causando que se frene el flujo del aluminio en esa paredes.En el otro caso de la figura 69, se observa como se eliminaron los dos obstáculos al flujo del metal, frezando o limando el macho para bajar el ángulo. En esta condición, el flujo del aluminio aumentara debido a que no hay obstrucción a los dos lados de la extrusión.

Muchas veces los diseñadores de matrices crean estas obstrucciones en las matrices tubulares intencionalmente para tener secciones frenadas en donde se requiere de acuerdo al diseño del perfil. En otros casos es para tener un factor de seguridad y así evitar un bearing muy pesado. En tal caso que no sea requerido en producción, se puede eliminar frezan-do.

Fig. 68 Fig. 69

Fig. 70 Fig. 71Fig. 72

Obstaculos para el flujo de Metal

Angulo muy inclinado

Obstaculos eliminados

Menor angulo acelera el Fujo

En los casos de paredes cóncavas en matrices tubulares, el problemas mas común es la excesiva deflexión en el macho. El macho, bajo presión, cede demasiado que el bearing alrededor del núcleo del macho se mueve pasando la entrada del bearing de la matriz. (ver figuras 71 y 72)

Matriz antes de la presion de extrusion

Matriz con deflexion despues de la presion de extrusion

BearingsNormal

Bearing del macho desplazado

Paredes Concavas

Como se puede observar en al figura 71, la matriz tubular no esta bajo presión de extrusión y por consiguiente, el bearing del macho esta distanciado del bearing de la matriz. Esta situación es normal y debería dar buenos perfiles de extrusión.

En el caso de la figura 72, se observa que la matriz esta bajo la presión de extrusión. Se nota que el bearing del macho se ha movido pasando la entrada del bearing de la matriz. Este excesivo cavamiento sobre el macho causara que la extrusión salga con paredes cóncavas.Para corregir estos problemas, en algunos casos se les colocan unos espa-ciadores entre el macho y la matriz para compensar la deflexión debido a la presión de extrusión. Colocando estos espaciadores se incrementa la altura del bearing en el macho para que no ceda a la presión de extrusión. Si estos espaciadores son de mucho espesor, hay que mecanizar la matriz la misma dimensión para mantener el espesor de la matriz. (ver figura 73)

Espaciadores para levantar el Macho

Altura ExtraFig. 73

Fig. 74

Fig. 76Fig. 77 Fig. 78

Fig. 75

PAREDES CONVEXAS EN MATRICES TUBULARES

ESQUINAS PARTIDAS EN MATRICES TUBULARES

En los casos de paredes convexas en matrices tubulares, uno de las causas que contribuyen a esto es el desgaste de los bearings en el macho (ver figura 75).Como se observa en la ilustración, los bearings en el macho están desgastados después de haber pasado X numeros de Billets. En los casos que el desgaste no sea profundo y las paredes pueden ser abiertas un poco, se puede limar o frezar las superficies de los bearings del macho hasta que el desgaste ya no sea visible. Si ya las paredes están demasiado pesadas, lo que queda es el reemplazo de la matriz por una nueva ya que cumplió con su vida útil.

Paredes Convexas

Bearings desgastados

Algunas de las razones de porque las matrices tubulares presentan esquinas partidas son la Mala calidad de los Billets;las Practicas inapropiadas de Lubricación; la Mala Calidad del Lubricante y lo mas importante, cámara de soldadura pe-queña en la matriz en relación con el espesor de pared siendo alimentado.Cuando se encuentra un problema de esquinas partidas, la primera cosa que hay que chequear es si existe una cáma-ra de soldadura apropiada para que fluya suficiente aluminio dentro de la cámaras para permitir mejor mezcla antes de extruir la forma final del perfil (ver figuras 76, 77 y 78).Para corregir este problema se debe limar las cámaras de soldadura y expandirlas si el tamaño de la matriz lo permite.

EsquinasPartidas

Cámara de soldadura adecuada en relación a la abertura de las paredes

Cámara de soldadura muy pequeña en relación a la abertura de las paredes 27

PERFILES CON DISTORSION (TWIST) EN MATRICES TUBULARES

Existen muchas razones por el cual los perfiles salen con Twist cuando se están extruyendo. Algunas de las causas son flujo del metal desbalanceado, diseño de bearings desbalanceados, puntos frios en el billet, puntos frios en el calentamiento de los billets y ciertos tipos de diseño de matrices.

Camaras de tamaños desiguales

Limar o Mecanizar para emparejar camara opuesta

Limar o Mecanizar para que la camara corra paralelo a la pared de la extrusion

Distancia desde la camara hasta la abertura de la Matriz

Distancia desde la camara hasta la abertura de la Matriz

ExtrusionDoblada

Extrusioncon Twist

Fig. 79 Fig. 80

Fig. 81

En la figura 79, se puede ver dos posibles causas del porque este perfil en particular tiende a presentar Twist durante la extrusión. Primero, la cámara de la izquierda es mas grande que el de la derecha. La consecuencia de esto es que la cámara de la derecha siendo mas pequeña y restringiendo el flujo del aluminio, la extrusión tendera a doblarse hacia el lado en donde le flujo mas lento es localizado (ver figura 80). La corrección para este problema debe ser el de balancear el volumen de aluminio limando o mecanizando la cámara pequeña para hacerla mas grande.Segundo, la cámara que se encuentra en la parte inferior de la figura 79 no esta corriendo paralelo al macho ni a la ma-triz. La extrusión tendera a distorsionarse (twist) cuando algo como esto suceda. La forma de corregir este problema es limando o mecanizando la cámara para que este paralela al macho y a la matriz.Entonces, los problemas encontrados en las figuras 80 y 81 se pueden solucionar corrigiendo el flujo del aluminio alrededor del macho de la matriz tubular.

Cuando dos o mas paredes tienen el mismo espesor pero los bearings están diseñados con diferentes longitudes o no están balanceados, la extrusión tendera a doblarse o a distorsionarse (twist) como cuando el macho no esta balanceado apropiadamente.Como se observa en la figura 82, los espesores de pared tienen la misma medida (0.125) pero los bearings no son iguales. El Bearing de la izquierda es mas corto que el bearing de la derecha. Esta condición creara extrusiones dobla-das o con twist. En el caso ilustrado, la extrusión va a salir con un twist hacia la derecha. El bearing mas largo en el lado derecho va a detener el flujo cuando el bearing del lado izquierdo llevara velocidad extra, lo cual causara un twist en el lado mas lento.

Bearing de mayor longitudBearing Corto de longitud

0.1250.125Misma abertura de Pared

Fig. 82

28

Los problemas de Twist son también producidos por la forma como las cavidades de la matriz están presentadas en la prensa.Especialmente en matrices con cavidades de Diseño radial (ver fig. 83).

La tendencia de los perfiles de colocarse de forma plana al salir de la prensa y posicionarse en la mesa de salida es también una causa para producir twists en los perfiles de extrusión. Cabe notar que no todas las matrices con cavidades radiales presentan Twist como se ilustra en la figura 86; pero la tendencia en este tipo de matrices es de producir twist. Para corregir este problema es similar a corregir una matriz de una cavidad por flujo del metal. En este caso se debe balancear el flujo en cada cavidad o boca de la matriz debido a los bearing inbalanceados.En las matrices Tubulares las causas se deben a la fricción que existe en el macho para balancear el flujo del aluminio.

Diseño RadialMatriz

Tendencia a aplanarse en la mesa de salida

Fig. 83

PERFILES CON PROBLEMAS DE ANGULARIDAD

Cuando existen problemas de flujo de metal y Bearings desbalanceados, se puede esperar que también los perfiles de extrusión presenten problemas de fuera de especificación de angularidad como se puede apreciar en las siguientes figu-ras 84, 85 y 86.

Fig. 84 Fig. 85

Fig. 86

Angularidad Correcta Angularidad Incorrecta

Arco Cóncavo

Arco Convexo

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6.- PROBLEMAS EN LAS MATRICES ORIGINADOS EN LA PRENSA

Para corregir cualquier tipo de matriz es de suma importancia que todo matricero este familiarizado con la prensa o las prensas en donde la matriz este operando.

Algunos de los problemas de matrices originados en la prensa son los siguientes:1.- El incorrecto apilado del herramental de la matriz2.- Anillo de presión fuera de especificación de planitud3.- Sellado Incorrecto del Container contra la cara de la Matriz4.- Liner del Container desgastado5.- Taco del Stem desgastado

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Cuchilla de Locha

Manifold de Valvulas

Bombas Hidraulicas

Cargador de ContainerReservorio para Aceite

Manifold de Valvulas

Barras Paralelas

Platen Trasero

Cilindro Container

Tuercas Barras Paralelas

Cruceta de Cilindro Principal

Cilindro Principal

Cilindros Laterales

Cargador de BilletZapatas - Guias

Cruceta de Cilindro Principal

Cilindro para Cambio MatrizPlaten Frontal

Los Anillos espaciadores ilustrados en la figura 89 no se deben utilizar. En cambio, un Sub-Bolster deberia tomar el lugar de los dos anillos espaciadores, por ser una sola pieza solida proveera mejor soporte al Bolster mas delgado, Backer y Matriz como se muestra en la figura 90. Fisuras en las esquinas de la matriz se presentaran casi inmediatamente cuando se utilizan apilados de herramental como los mencionados con los dos anillos espaciadores.

APILADO INCORRECTO DEL HERRAMENTAL DE MATRIZ

El Herramental de la Matriz en una prensa es diseñado por el fabricante de la prensa para cubrir las especificaciones de dimensiones que fue fabricado la prensa. Pero a veces se comete el error de utilizar anillos espaciadores en donde no se debe utilizar. Hay un limite para el tamaño y el numero de anillos espaciadores que se pueden usar en un arreglo de herramental de matriz. (Ver Figuras 87 y 88)

Backer

Anillo MatrizPlato Presion

Platen

Matriz

Porta MatrizBolster

Fig. 87 Fig. 88

Fig. 89 Fig. 90

Como se muestra en las figuras 87y 88, el apilado total del herramental recomendado por el fabricante de la prensa de extrusión es de 13 1/2 pulg. El diseño del fabricante es para que el espesor total de acero necesario para resistir la pre-sión de esta prensa se la indicada en la figura 88. Es potestad del Extrusor de usar eficientemente esta distancia provista para seleccionar el mejor apilado del herramental. Se entiende que hay que buscar siempre el tamaño del herramental de matriceria lo mas económico posible pero no se debe sacrificar las especificaciones dadas por el fabricante de la Prensa.En la figura 87 se observa un apilado de herramental muy solido compuesto por la matriz, backer, y un Bolster pesado. En la ilustración 89, se muestra el mismo apilado del herramental con la misma presión aplicada, pero el Bolster pesado es sustituido por un Bolster mas delgado y dos anillos espaciadores. Con este arreglo del herramental se puede trabajar y se economiza en herramental, pero cuando se estén corriendo matrices con secciones criticas se tendrá que corregir varias veces la matrices para permitir las deformaciones causadas por la presión. Con este arreglo se economiza en herramental pero se incrementa los costos de producción debido a los costos extras en la corrección de matrices.

Anillos EspaciadoresSub-Bolster

Platen PlatenBillet

Billet

Presion Presion

MatrizMatriz

AnilloAnillo

BackerBacker

Bolster de 12” DiaBolster de 12” DiaPlato de Presion Plato de Presion

7” 7”81/2” 81/2”

31

7”

13 1/2”

Platen

Porta Matriz

8 1/2”

ANILLO DE PRESION FUERA DE ESPECIFICACION DE PLANITUDSi el Anillo de Presión no esta perfectamente plano, se presentaran problemas debido a la excesiva deformación aun teniendo un apilado de herramental apropiado.En la figura 92 se muestra el herramental sin presión aplicada. El plato de presión esta desgastado en las esquinas alre-dedor de las aberturas. Consecuentemente, se forma un espacio entre el Bolster y el mismo Plato de Presión. En la figura 93, el herramental esta bajo la presión de extrusión y esta forzando a llenar el espacio dejado por el Bolster y el Plato de presión desgastado. Cuando esto sucede se producen fisuras en las esquinas y se tiene un alto numero de Bolsters y Backers fisurados.

Plato de Presion

Espacio formado por Plato de Presion Desgastado

Bolster Herramental Bajo Presion Extrusion

Fig. 91 Fig. 92

SELLADO INCORRECTO DEL CONTAINER CONTRA LA CARA DE LA MATRIZ ( SOMBRERO)El Defecto Sombrero o escape de Metal entre liners y la cara de la matriz lleva a desmotivación de operador prensa, por no resolverlo rápido o tener que parar la prensa para eliminar liners o Stem con exceso de desgaste, muecas en superficie de liners o matriz que perjudican un buen sellado. Esto también tiene relación muchas veces con bajo rendimiento de la bomba sellado, o con la espesor del anillo de sellado de liners. Para liners de 6 hasta 10 pulg se usa entre 18 a 24 mm. Cada vez que se iniciaba aparecer el defecto de SOMBRERO los operadores de prensa retiraban y rectificaban lasuperficie de los liners. El personal de la Matriceria observaba las matrices y porta matrices con muecas para serrectificadas y controlar la dimensión, y esto para no trabajar con herramental fuera de especificación.Este es un defecto causante de accidentes de trabajo, normalmente en la operación de la Prensa.

El sellado incorrecto del container contra la cara de la matriz causa que el billet se retroceda durante la extrusión y provocando, la salida de aluminio alrededor y entre el container y la matriz (Ver figura 93). Una de las causas del “Sombrero” es la indentacion o el desgaste del Liner del Container. Indentacion de un Liner ocurra cuando una matriz de diámetro pequeño en relación con la abertura del liner es extruida. Como se puede observar, el uso excesivo de una matriz de diámetro pequeño en relación con la abertura del container eventualmente arruinara el liner. Cuando se utiliza una matriz de mayor diámetro, o la presión de la bomba que sella el container contra la cara de la matriz cae, el aluminio buscara salir por otros caminos causando el “Sombrero.Otra causa del “Sombrero” es cuando la presión de las bombas no es suficientemente alta para mantener el sellado del container contra la cara de la matriz. En este caso el “Sombrero” se produce aun estando el Liner en buenas condiciones y se presentara al final del ciclo de extrusión cuando la presión de extrusión se incrementa.

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Fig. 93BilletContainer

LinerBoquete para el Sombereo

Extrusion

Backer

Matriz

Sombrero

Stem

Taco Anillo

LINERS DEL CONTAINER Y TACOS DEL STEM DESGASTADOS

Un Liner de Container desgastado le presenta al matricero un gran problema en la corrección de matrices. Los problemas se presentan en la salida de la matriz y en algunos casos las extrusiones tenderán a presentar Twist al final del ciclo de la extrusión. Ver figuras 94 y 95

Tacos del Stem desgastados o con virutas (ver figura 96) creara indentaciones en el Liner y eventualmente lo arruinara si no se corrige. Cuando un Taco comienza a presentar virutas por la fatiga, las virutas que se desprendan ira a alcanzar a los bearings de las matrices y consecuentemente arruinaría cualquier bearing que llegue a tener contacto con la viruta. Cuando un Taco este desgastado y desprendiendo virutas, debe ser reemplazado inmediatamente.

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Fig. 94 Fig. 95

Fig. 96

Taco del Stem con desgaste

Midiendo el desgaste del Liner

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7.- DEFECTOS Y MEDIDAS DE CORRECCION ANALIZANDO EL PERFIL

PLANITUD

Mantener la Planitud en los perfiles extruidos es muy importante pues este es un defecto que impacta directamente en el armado de los perfiles arquitectónicos

La planitud sea en perfiles sólidos o tubulares, varía básicamente en las formas cóncavas y convexas

Las formas de corrección pueden variar en función de la geometría de los perfiles y de la complejidad de los mismos, a continuación se describirá el concepto básico de corrección del problema, con el fin de orientar al matricero en diversas situaciones.

DEFECTO DIMENSIONALSegún lo expuesto anteriormente, una gran área en deflexión en los perfiles puede generar serias variaciones dimensionales, incluso cuando se cuenta con un apoyo adecuado, estos defectos pueden ocurrir, pueden ser controla-dos con algunas correcciones .

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36

8.- LISTADO DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LAS MATRICES

PROBLEMACAUSAS

PROBABLESTECNICAS DE CORRECCION PARA

SOLVENTAR PROBLEMA VENTAJAS Y DESVENTAJAS

1) ANGULARIDAD Bearing / Planitud/ Escuadra)

Coloque a 90° el ángulo del Bearing con la cara de referencia de la Matriz. Reduzca el bearing hasta que este

Flujo Desbalanceado del metal de acuerdo a el patrón de flujo de alimentación

Ajuste la relación de los cámaras para permitir un flujo balanceado hacia el patrón de flujo de alimentación

El incremento del flujo del metal reduce el tiempo de extrusión y el rompimiento del billet por presión

Ajuste la forma del perfil en la matriz para modificar el flujo de metal en la zona lenta. Usar la Fresa para ajustes iguales y precisos. 2da Opción es el motor tool

Mejora la soldadura en la cámara de la matriz

Aberturas de las cámaras de alimentación no esta balanceada con respecto al flujo requerido de la sección

Pase la fresa o el Motor tool para ajustar las cámaras de alimentación para acomodar la sección del perfil

Puede acortar la vida de la Matriz

Flujo Desbalanceado en la cámara de Soldadura

Pase la fresa o el Motor tool para ajustar al perfil requerido

Flujo desigual del metal

Chequear la alineación de la prensa. Alinear si es necesario

Minimiza los problemas de flujo del metal

Bolsters y Sub-Bolsters

Inspeccione, repare, limpie, y/o reemplace si es necesario. Chequear por planitud y dureza

Anillo de presión

Inspeccione y reemplace herramental cuando sea necesario. Limpie las cavidades de los anillos de presión y del Platten; nota: no usar espaciadores

Temperatura del Container

Ajuste la temperatura a la indicada para la matriz en uso

Uniformidad de temperatura del Billet

Ajuste la temperatura a lo requerido

CARACTERISTICAS DE UN BEARING DE UNA MATRIZ TUBULAR

Macho

Matriz

Bearing de Entrada Offset Macho

0.020 - 0.060

Liberacion de Punto de corte0.020 -0.060

Bearing Siguiente

Salida del Bearing del MachoPuede ser Extendido

(0.020 - 0.060) Liberacion de Bearing en el lado de Salida del metal

Bearing de Salida (Alivio)

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PROBLEMACAUSAS

PROBABLESTECNICAS DE CORRECCION PARA

SOLVENTAR PROBLEMA VENTAJAS Y DESVENTAJAS

2)PLANITUD Bearing a EscuadraCorrija el ángulo del bearing. Debe estar perpendicular (90°) con respecto al flujo del metal

Flujo inadecuado en algunas aberturas de las matrices tubulares

Use la Fresa o el Motor tool para ajustar el flujo en las aberturas con defectos. Reduzca la longitud del bearing en las áreas lentas. Si la situación es critica, aumente el ángulo del bearing (Choke) mayor a 90° arriba y abajo con respecto al flujo del metal

Las matrices se desgastan mas rápido cuando aumentamos el ángulo del bearing (Choke)

3)

TUBULAR QUE TIENDE A DEFORMARSE EN EL CENTRO (CONVEXO)

Flujo Inadecuado en la Matriz

Ajuste el flujo del metal limando o fresando las salidas inadecuadas

Incrementando la cámara de soldadura mejora la unión del perfil

Exceso de Flujo hacia el centro del Perfil

1.-Restringir el flujo en la zona pre-cámara de soldadura en la matriz a la altura del centro del brazo que esta deformando

Soldaduras en la matriz puede desgastar la matriz

2.-Frenar (Choke) la cubierta del Bearing para direcccionar o controlar el flujo del metal

Frenos crea presiones adicionales y desgaste prematuro de los Bearings

Esquinas se frenan cuando se esta en el Breakthrough

1.- Abrir las esquinas de la cámara de soldadura para incrementar el flujo hacia las esquinas2.- Reduzca los bearings en las esquinas en la matriz y el macho

4)DIFERENCIAS EN CONTORNO DEL PERFIL

alimentación hacia la cámara de soldadura y su balance de flujo

Abra las salidas lentas y restrinja las salidas rápidas, balancee la cámara de soldadura según lo requerido

Incrementando la cámara de soldadura mejora la unión del perfil

5)TWIST Flujo del metal desigual

1.- Ajuste las salidas para controlar el flujo del metal. 2.- Ajuste la longitud del bearing para controlar el flujo del metal

Es mas fácil controlar el flujo a través del ajuste de las salidas en las cámaras

Bearing a Escuadra

Coloque el bearing perpendicular (90°) a la cara de la matriz. Aplane los bearings para que estén perpendicular al flujo del metal

Temperatura inestable del Billet

Ajuste las temperaturas según lo requerido

Alineación de la Prensa

Ajuste la altura de la mesa de salida a lo necesario para nivelar la prensa

Soportes o Trampas inapropiadas cuando el perfil esta caliente y blando

Corregir los puentes y bloques en la mesa de salida de la prensa

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PROBLEMACAUSAS

PROBABLESTECNICAS DE CORRECCION PARA

SOLVENTAR PROBLEMA VENTAJAS Y DESVENTAJAS

6)ARQUEO Flujo de Metal Desigual

1.- Ajustar salidas para controlar flujo del metal. 2.- Incremente o Reduzca la longitud del bearing

Bearing a Escuadra

Coloque el bearing perpendicular (90°) a la cara de la matriz. Aplane los bearings para que estén perpendicular al flujo del metal

Espesores de paredes del perfil no son uniformes por diseño

1.- Utilizar diferente enfriamiento en la Prensa. 2.- Incremente o Reduzca la longitud del bearing

Enfriamiento Incorrecto en la mesa de salida de la prensa

Realice ajustes al sistema de enfriamiento

Alineación de la Prensa Alinee la Prensa

Altura inapropiada de la mesa de salida

Ajuste la altura correcta de la mesa de salida de la prensa

Temperatura del Billet incorrecto Ajuste la temperatura según lo requerido

7)ONDULACIONES Soporte del Bolster Insuficiente

Instalar Bolster apropiado y chequear Anillo de Presión

Presión Excesiva sobre la Matriz Incremente la Temperatura del Billet

Temperatura excesiva en la parte Trasera del Billet

1.- Distribuir mejor la temperatura de las Zonas del Billet. 2.- Reduzca la velocidad hacia la zona final del billet. 3.- Reduzca la longitud del billet. 4.- Bajar la temperatura del Billet

Flujo Desigual1.- Ajuste las salidas para controlar el flujo del metal. 2.- Ajuste la longitud del bearing para controlar el flujo del metal

Longitud Incorrecta del Bearing

Recorte el Bearing en el área en donde se esta frenando la extrusión

8)LINEA DE SOLDADURA

Diseño de Matriz Incorrecto Rediseñar la Matriz

Alimentación Inadecuada en la cámara de soldadura

Incremente el flujo hacia la cámara de soldadura

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PROBLEMACAUSAS

PROBABLESTECNICAS DE CORRECCION PARA

SOLVENTAR PROBLEMA VENTAJAS Y DESVENTAJAS

9)SOLDADURA EN MATRIZ INADECUADA

Alimentación inadecuada del metal en la cámara de soldadura

1.- Incremente el volumen/flujo en la cámara de soldadura. 2.- Restringir la alimentación en áreas fuera de la cámara de soldadura: Inspeccione la superficie del bearing y añada restricciones al flujo según lo requerido

Incrementa la producción y se reduce el rechazo

Lubricación excesiva

Utilice menos lubricante en la matriz/billet y mantenga la cuchilla libre de grasa y aceite

10)

MATRIZ DESVIADA (ANGULARIDAD -PAREDES DELGADAS

Bearing a Escuadra

Coloque el bearing perpendicular (90°) a la cara de la matriz. Aplane los bearings para que estén perpendicular al flujo del metal

Matriz con baja dureza

Re-tratar térmicamente la matriz. Si es critica reemplace la matriz

Diseño Incorrecto de Matriz Cambie el Diseño y reemplace Matriz

Soporte de Herramental Débil

Incremente el soporte del herramental antes de trabajar la matriz

Alineación de la Prensa Corrija la Alineación

11)

VARIACIÓN Y DESIGUALDAD DE ESPESORES DE PARED

Desplazamiento del Macho de la Matriz

1.- Abra las Paredes. 2.- Ajuste las aberturas de las salidas. 3.- Incremente la temperatura del billet. 4.- Reduzca la velocidad de extrusión. 5.- Considere el reemplazo de la matriz

Paredes Fisuradas Reemplace la Matriz

12)DESPLAZAMIENTO DE PAREDES

Matriz con baja dureza / Macho

Re-tratar térmicamente la matriz / macho o reemplace

Apropiado balance de las paredes y reducción de fisuras en la matriz

Diseño incorrecto de Matriz

Rediseñe la matriz para balancear el flujo, reducir la presión de extrusión.

Temperatura del billet Insuficiente Incremente la temperatura del Billet

13)PAREDES DESIGUALES

Flujo del Metal Deficiente

Balancee el flujo del metal modificando la alimentación y/o la longitud del Bearing Mejora el flujo del metal

Diferencias de longitud de bearing en paredes del mismo espesor

Lleve el Bearing a la misma longitud en las paredes del mismo espesor

14)

ESPESORES DE PAREDES INCONSISTENTES DESPUES DE NITRURADO

Fisuras en el Macho de la Matriz después del Nitrurado

1.- Proteja el macho completo de la matriz excepto la superficie del bearing antes de nitrurar. 2.- Fresar 0,010 pulg. de las venas del macho después de nitrurar para remover la parte frágil del macho 40

PROBLEMACAUSAS

PROBABLESTECNICAS DE CORRECCION PARA

SOLVENTAR PROBLEMA VENTAJAS Y DESVENTAJAS

15)PRESION EXCESIVA / DESVIACION EN MATRIZ

Salidas pequeñas y Soportes anchos (puentes / brazos)

Abrir salidas

Abertura de las salidas puede cambiar el flujo del metal y añade costo de reparación de matriz

Fresar escalón de receso en la abertura de la salida (similar al pocket)

Escalón de receso mejora la presión en el Macho

Longitud Excesiva de Profundidad del bearing

Reduzca longitud de profundidad del bearing en el escalón de la matriz

Soporte del herramental inadecuado

Utilice soporte adecuado

16)

REDUCCION DE AREAS LIGERAS ADYACENTES A SECCIONES PESADAS A EXTREMIDADES DE PAREDES FINAS, A AGUJEROS AUTOROSCANTES, ETC.

Flujo Inadecuado del metal Corregir Flujo del Metal

Trayectorias del flujo del metal incorrectas hacia el área de pobre alimentación

Incorpore un bearing con freno (Choke) alrededor de las secciones pesadas. Soldaduras o paradas de velocidad en las salidas para bloquear las áreas pesadas

El Freno va a incrementar la presión de extrusión, las soldaduras pueden debilitar la matriz

Abertura en la alimentación de hacia las paredes delgadas

Rediseñe la matriz para mejorar el flujo hacia las áreas mas delgadas

Este proceso puede debilitar la matriz

Aberturas indirectas hacia las paredes delgadas

Rediseñe la matriz para mejorar el flujo hacia las áreas mas delgadas Se añade costos y tiempo

17)

PAREDES DELGADAS O MACHO DE MATRIZ DESPLAZADO HACIA FUERA EN MATRICES DE MULTIPLES BOCAS

Planitud en el Herramental de Soporte

Corregir Planitud, Chequear Dureza del Herramental; Trate térmicamente & Fresar sección con problemas de planitud

Diseño Inadecuado de Soporte de herramental de Matriz

Rediseñe mejor el soporte de herramental

Medir áreas de salidas para evaluar consistencia

Usar salidas largas hacia el lado de afuera de la matriz para impulsar mas flujo hacia esa zona y balancear el macho

Balancear salidas y el Flujo

(Lo mismo que el anterior) Diseñar Matriz con compensación de paredes

18)RASGADURAS EN AGUJEROS AUTORROSCANTE

Carencia de Flujo de Metal en los Autorroscantes

Limar o Fresar en área de los agujeros autorroscantes para incrementar flujo del metal en esta área

Longitud del Bearing en autorroscante es demasiado largo

Reduzca la longitud del Bearing limando o Fresando

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PROBLEMACAUSAS

PROBABLESTECNICAS DE CORRECCION PARA

SOLVENTAR PROBLEMA VENTAJAS Y DESVENTAJAS

19)

DESPLAZAMIENTO EN MATRICES DE MULTIPLES CAVIDADES

Flujo Desigual Balancee el Flujo Limando o Fresando

Herramental de Soporte Pobre o Des-Nivel en las aberturas de la Matriz

Reemplace o repare el herramental de soporte. Niveles las aberturas y ajuste el flujo

Cara del macho de la matriz Deformada

Chequear Dureza del Herramental; Chequear diseño del herramental; Reemplace la matriz; corto plazo: Ajuste el flujo midiendo las aberturas de la matriz y corrigiendo

Fisuras en los Brazos del Macho de la matriz

Chequear diseño y reemplace la matriz. Ajuste el Flujo mida las aberturas con pines

Alineación del Container Alinee la Prensa

Temperatura del Container Incorrecto

Ajuste la temperatura y repare

Temperatura del Billet incorrecto Ajuste la temperatura según lo requerido

20)RAYAS Cambios Bruscos entre los Bearings

Asegúrese que los cambios en los bearings esten localizados en las áreas correctas; suavice los cambios en los bearings; coloque los bearings perpendiculares a la cara de la matriz, aplane los bearings perpendicular al flujo del metal

Fácil de lograr con beneficios a largo plazo

Oxido

1,- Evalúe por escalón apropiado detrás del bearing y limar o Fresar lo requerido (debe ser 0,040 pulg. excepto por áreas de soporte critico. 2.- Restringir las aberturas de las salidas. 3.- Evalúe zonas muertas de metal en las salidas y cámara de soldadura, modifique lo requerido. 4.- Chequear Liner del Container por desgaste y reemplace. 5.- Chequear el taco por desgaste o daños y repare o reemplace. 6.- Inspeccione porta matriz / alineación del container y ajuste según lo requerido

Variación en el tamaño del grano del metal

1.- Ajuste salidas y/o transiciones en los bearings. 2.- Evaluar la temperatura del billet

Diseño del Perfil Rediseñe el perfil con la aprobación del cliente

Temperatura excesiva del Billet Reduzca la temperatura del Billet Mejora la calidad del Perfil pero

reduce la producción42

PROBLEMACAUSAS

PROBABLESTECNICAS DE CORRECCION PARA

SOLVENTAR PROBLEMA VENTAJAS Y DESVENTAJAS

21)PAREDES CON FALTA DE METAL

Alimentación inadecuada

Incremente el volumen mecanizando la matriz

Incrementa Producción, mejor calidad y baja el rechazo

Velocidad de Prensa Excesiva Reduzca Velocidad de la Prensa

Billet demasiado Frío

Incremente la temperatura del billet y obtenga la uniformidad de la temperatura lineal y de diámetro del billet

22)PARTE DEL PERFIL CON FALTA DE METAL

Carencia de Flujo de Alimentación

Fresar o limar para que llegue la alimentación del metal a las áreas frenadas

El metal se soldara mas temprano y se llenara mejor alrededor del macho de la matriz

Carencia de Compactación

Incremente la cámara de soldadura, Frenar Bearing; añada restricción en el flujo de alimentación

Puede debilitar la matriz

23)HUNDIMIENTO EN SUPERFICIE PLANA DEL PERFIL

Transiciones de bearings demasiado precipitado

1.- Ajuste transición de Bearing limando o Fresando. 2.- Limar para aliviar los bearings largos en la transición. 3.- Rediseñar matriz

Mejor calidad del perfil pero acorta la vida de la matriz

Cambios de espesores de pared

1.- Ajuste transición de Bearing limando o Fresando. 2.- Limar para aliviar los bearings largos en la transición. 3.- Rediseñar matriz

Mejor calidad del perfil pero acorta la vida de la matriz

24)PICADURAS EN SUPERFICIE DEL PERFIL

Escalón inadecuado detrás del Bearing

Proveer suficiente alivio (salida) limando o fresando el escalón del bearing (debe ser 0,040 pulg. excepto en áreas de soporte criticas. Incremente la forma Cónica

Mejor Calidad de acabado y se reduce la chatarra

Temperatura excesiva del Billet Reduzca la Temperatura del Billet

Reducción en la temperatura del Billet puede reducir la producción

Mala calidad de los Billets Chequear la calidad de los Billets

25)LONGITUDES DISPAREJAS A LA SALIDA DE LA PRENSA

Flujo Disparejo Balancee el flujo limando o fresando salidas o cámaras de alimentación

Mejor Calidad de acabado y se reduce la chatarra

Longitudes de Bearing disparejos

Balancee las longitudes de los bearings limando o fresando

Bearings a Escuadra

Coloque los bearings perpendicular a la cara de la matriz, aplane los bearings perpendicular al flujo del metal

Alineación de la Prensa Corrija la alineación de la prensa

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9.- NITRURADO DE MATRICES

La Nitruracion produce una capa superficial dura muy resistente al desgaste y la erosión. No obstante la capa nitrurada es frágil, y puede agrietarse o exfoliarse si se expone a choques mecánicos o térmicos. Este riesgo aumenta con el espesor de la capa.

Las superficie de los bearings son tratadas con el proceso de nitruracion para resistir el desgaste por las partículas abrasivas que se encuentran en el billet y durante el redondeo de los bearings cuando se esta puliendo la matriz.

Los aceros para trabajo en caliente son sensibles a la nitruración, que produce una capa dura y resistente al desgaste en la superficie. La nitruración se realiza habitualmente mediante un tratamiento de baño de sales, una matriz de extrusión puede tratarse tantas veces como sea necesario hasta que se considere gastada. La nitruración de matrices deextrusión no mejora tan solo la resistencia al desgaste sino que también reduce la fricción.En el contexto de la resistencia al desgaste, la resistencia al revenido, la resistencia y la dureza en caliente del acero son también factores importantes. En la zona de contacto entre la matriz y el metal extruido se desarrolla un considerable calor de deformación y de fricción y se experimentan altas temperaturas. Un gran desgaste puede aparecer si la tempe-ratura es tan alta que la superficie del acero se reblandece. En el caso de una matriz nitrurada, el acero que soporta la nitruración no puede, bajo éstas circunstancias, dar el soporte adecuado a la capa nitrurada, desgastándose más rápida-mente que de forma habitual.

Pre-requisitos para tener una optimo proceso de nitrurado.

Acero H13 de buena calidad en composición química.• La Temperatura de Templado debe estar entre 1060 °C y 1080 °C para tener el máximo de martencita.• Tratar de negociar para conseguir mínimo de tres tratamiento térmico de Recosimiento para conseguir dureza de •

48Rc a 52Rc y una calidad de Martencita muy fina.Superficie a ser Nitrurada debe ser muy limpia de grasas y alto nivel de pulido.• Baño o Horno de Nitrurarado puede tener aire con contaminación de aceite y debe estar seco de humedad. • Matrices antes de colocar en baño o horno, deben ser desengrasadas.•

Si no se cuidan estos pre-requisitos la eficacia de proceso disminuye notablemente.

La nitruración que nosotros precisamos para las matrices, no puede ser porosa, la capa no debe quedar sobresaturada y o tener exceso de Nitrógeno para penetrar la superficie a nitrurar.Para obtener este objetivo, hay que conseguir hacer que la velocidad de penetración del Nitrógeno sea igual a velocidad de difusión del Nitrógeno dentro del acero. Para esto cuenta con dos variables a trabajar:

Temperatura del Baño o Horno de 538 °C a 549 °C• Cantidad de Amoniaco,•

para hornos a gas o hornos de sales se debe ser ensayar la que actualmente esta utilizando y posteriormente se puede experimentar pequeñas reducciones. Esto debe dejar la superficie sin capa blanca, con durezas de 1100Hv a 1300Hv sinFisuras en la superficie, y un alto nivel de resistencia al desgaste por la dinámica de flujo de metal durante extrusión.

Cuando se realiza este proceso bien se puede extruir de la matriz entre 5000 Kg. y 9000 Kg. sin desgaste y la vida útil de la matriz se eleva entre 80.000 a 100.000 kg. que se le puede extruir a la matriz nitrurada.

La matriz se desgasta, porque nosotros permitimos la migración de los nitruros para el interior de la matriz y no hacemos la reposición en el tiempo correcto.Porque los nitruros migran?

Exceso de temperatura para hacer la extrusión• Matriz muy pesada, y exige mas temperatura para extruir• Recipientes frios• Calidad del tocho de aluminio deficiente, y exige mayor temperatura•

Todo lo que significa aumento de presión y se quiere resolver con temperatura impacta la vida útil de la nitruración.

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PROCESOS

El proceso de Nitrurado trabaja con la difusión de Nitrógeno dentro de la superficie de la matriz en un rango de tempera-tura entre 510 °C y 565 °C. Existen tres tipos de procesos al menos, Gas, Liquido e Iónica.

GAS:

Este es probablemente el mas popular y el mas simple de los procesos. La fuente del Nitrógeno es el Amoniaco el cual se descompone en el proceso en sus dos componentes Nitrógeno e Hidrógeno. El Hidrógeno es quemado y el nitrógeno penetra dentro del acero de la matriz. La rata y la calidad del nitrurado se controla por el porcentaje del Amoniaco que se esta descomponiendo. Los tiempos son típicamente entre 8 y 16 horas y las temperaturas no varían con respecto a los otros procesos.

NITRURACION IONICA:

La Matriz es colocada en un plasma (Nitrógeno ionizado en una carga de alto voltaje). Las moléculas del nitrógeno se dividen en átomos cargados (iones) y son bombardeados hacia la superficie de la matriz en temperaturas en donde los átomos puedan penetrar el acero de la matriz.

LIQUIDA:

La fuente de los átomos de Nitrógeno es el Cianato de Sodio en un Baño de Sales de diferentes composiciones dependiendo del nitruro de sal ( Carbonatos, Cloruros, Cianuros, y Orgánicos). La sal Liquida es a veces presurizada o aireada. El rango de temperatura es entre 500 °C y 570 °C y el tiempo varia hasta llegar a las 2 horas.

La Re-Nitruracion puede incrementar substancialmente la vida útil de las matrices. Las veces y la programación depende del tipo de matrices.

Ejemplo de proceso de Nitrurado a gas y sus resultados

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