DEFORMACION PLASTICA EN LOS METALES¿QUE ES DEFORMACION? Es la deformación que ocurre en un material cuando se tensa más allá de su límite elástico y el material queda con una deformación permanente cuando deja de actuar la carga. Si la deformación se hace a temperaturas normales, se dice que es una deformación en frio. La posibilidad que un material sufra deformación plástica, es probablemente su característica más relevante en comparación con otros materiales. Todas las operaciones de conformado de metales como troquelado, prensado, laminado, forjado, etc., se relacionan con la deformación plástica de los metales. Estampado En frío .Colada continúa . Embutición . Trefilado y estirado Colada Continua Consiste en llenar un recipiente (cuba) con metal fundido procedente de un horno emplea do para obtener acero. Estampación . Se aplica principalmente a los metales. Deformación En caliente . Algunos metales (Au. Por el contrario. Extrusión . Forja . Además se ahorra energía al no tener que calentar el material y las herramientas a emplear no tienen que soportar grandes temperaturas. siempre que el material y la pieza lo aguanten. Recalcado . pero otros (materiales férreos) son difíciles de deformar en frío. Extrusión . las máquinas empleadas en la deformación en frío han de ser más potentes. aunque también se emplea en la obtención de piezas de plástico (termo conformado). pues se obtienen unas propiedades mecánicas superiores y un mejor acabado de la pieza. Cu. Estirado . Elaboración de piezas Se puede realizar a temperatura ambiente (deformación en frío) o elevando la temperatura del material (deformación en caliente). Ag) se deforman bien en frío.Forjado Dentro de la forja se encuentran los procesos siguientes . que se mueven a la misma velocidad que la plancha. Doblado y curvado . El metal cae de la cuba y se introduce en un molde refrigerado sin fondo donde se solidifica y se obtiene así una tira continua de sección semejante a la del molde Esta tira cae en vertical y al apoyarse sobre unos cilindros. se va colocando horizontal hasta ser cortada mediante sopletes. En muchas ocasiones se elige la deformación en frío. a medida que avanza. .Laminación . Laminación . En la laminación en frío los metales adquieren acritud al deformarse. También se puede realizar un forjado en frío cuando se producen pequeñas piezas por martilleo (tornillos. varillas. Tren de laminación: es una agrupación de varios laminadores o cajas relacionadas entre sí. Forjado La forja es un procedimiento de conformación por deformación que se realiza sometiendo al metal a esfuerzos violentos de compresión repetidos. . un bastidor que soporta los asientos de los cilindros. Se efectúa normalmente en caliente. una vez calentado a temperaturas superiores a la de recristalización pero inferiores a las de fusión. En el forjado en frío las máquinas empleadas son prensas de mayor potencia que las empleadas en el forjado en caliente La forja puede ser: Forja libre esta no impone ninguna forma específica a la herramienta. de modo que el material a laminar pasa sucesivamente por cada una. sin que se produzca nunca acritud. por lo que se someten a un tratamiento de recocido al final de la operación. para formar una pieza de sección constante. La norma cubana NC 09-01 divide los procesos de extrusión en cuatro tipos de acuerdo con la dirección en que fluye el material con respecto a la dirección de aplicación de la fuerza. ocasionada por un émbolo o punzón. Extrusión Es la operación en la cual una masa de material dúctil fluye a través de un orificio por medio de un impacto o una fuerte compresión. que giran en sentido opuesto. sin embargo. existe la laminación en frío. e incluso en una etapa intermedia.) o cuando se quieren mejorar las propiedades mecánicas de los metales. sino que la magnitud de la deformación es prácticamente ilimitada. Todo el conjunto recibe el nombre de caja de laminación. arandelas. A estas temperaturas no sólo puede darse a los metales grandes deformaciones con pequeños esfuerzos. y cuya longitud depende básicamente de la aportación de material efectuada. normalmente horizontales. etc. hasta completar el ciclo de elaboración. Un laminador elemental estaría constituido por las siguientes partes: dos o más cilindros. hueca o no. Forja con estampa (estampación) esta requiere la construcción de una estampa que reproduce la forma y dimensiones de la pieza a forjar. llamados tornillos de presión. y un sistema de ajuste de los cilindros formado por espárragos roscados. Laminación Es un procedimiento que consiste en modificar una masa metálica haciéndola pasar entre rodillos superpuestos. El acero puede recocerse de este modo y queda mucho más suave que cuando se enfría en cenizas. Estos cuatro tipos son los llamados Extrusión simple en esta el material fluye en la misma dirección en que actúa el punzón. el acero calentado a temperatura demasiado elevada puede contraerse malamente al templarse. Se calienta en acero al rojo. además de reducir su duración de modo considerable. se deja enfriar hasta que este casi negro. y se cubre el aserrín con ceniza. y se introduce entonces en agua de jabón. Extrusión revertida el material fluye en sentido inverso en la dirección en que actúa el punzón. ni a temperatura superior a la debida. La extrusión puede hacerse en caliente o en frío. porque se quema. enfriándolo al aire hasta que no se vea el rojo en la oscuridad. quedando de color amarillo con estructura granular gruesa o extraordinariamente frágil. donde se eleva a la temperatura conveniente y luego se deja enfriar. después se entierran en aserrín contenido en una caja de hierro. Extrusión combinada se produce una combinación de los dos sentidos de flujo. TRATAMIENTOS TERMICOS Recocido del hierro Acero: A veces se perjudica y hasta se estropea por completo el acero. Debe además calentarse lentamente y de modo que toda su superficie y su interior queden calentados con uniformidad. Se calienta primero el acero al rojo. más aun al rojo que frío. Extrusión lateral el flujo del material tiene lugar a través de orificios laterales de la matriz Por este procedimiento se obtienen perfiles o tubos de secciones perfectamente uniformes y excelente acabado. se pone en sitio oscuro. Hay que procurar que el cobre no se caliente demasiado tiempo. Cuando se trata de objetos pequeños de acero. . siendo ese color más bajo que el necesario para el temple. El acero nunca debe calentarse más del rojo cereza pálido. se calientan al rojo cereza en fuego de carbón. En esta caja se tiene el acero hasta que se enfrié. al recocerlo exageradamente. y por último se enfría en agua caliente Recocido del cobre El Cobre: Se endurece casi siempre en muflas. Dimensiones más exactas. Uso para producir monedas. Son componentes muy rápidos y con una capacidad de producción muy elevada. . Puede formas materiales con dureza o alta tenacidad. Puede utilizarse para mejorar el acabado en los metales. ALGUNOS PROCESOS MÁS UTILIZADOS SON: Proceso de Acuñado de Metales. . Comprimir el metal ya sea en caliente o en frio. Se usa algunas veces para la operación de comprimir el metal. Incrementa las propiedades del metal. ¿Cuándo se usa? . . Detalle fino en la superficie. La operación llamada acuñado equivale en cierta forma a la forja a presión pero se realiza en fría debido a la resistencia mucho más alta a la ductilidad reducida a bajo de la temperatura de recristalizacion. . ya sea en caliente o frio. Utilidades . . . Mejor acabado respecto a fundición o forjado. medallones y joyería. El acuñado es una aplicación especial de los procesos de forja que se caracteriza por la inexistencia de rebaba y por la impresión de detalles muy finos en el componente final. . El proceso implica el calentamiento del acero hasta que se vuelava maleable. Se puede usar para mejorar el acabado. . . Tiempo de fabricacion corto y costos reducidos. . . Se crean superficies elevadas e impresiones en el metal. de una forma mas eficiente que con la estampacion convencional en frio. crando durante este proceso un material transformado y endurecido. Operación relativamente severa que modifica el grosor del metal. Gracias a esta caapacidad de cambiar eficasmente resistencia y complejidad. Precision dimensional. seguido del conformado rapido enfriamiento en troqueles especialmente diseñado para ellos. Proceso de Estampacion en Caliente. . No se desperdicia material. la estampacion en caliente consigue piezas ligeras que de ser productivas con estampacion en frio exigirian soldar piezas mas gruesas y pesadas conllevando mayor tiempo de fabricacion empleando varios provesos. Especificaciones Tecnicas . La estampacion en caliente es un proceso innovador a traves del cual se moldea acero ultra resistente en formas complejas. . En la embutición de una pieza se parte de una porción de chapa que descansa sobre la matriz. mientras el pisador la mantiene sobre esta y el punzón ejerce la presión necesaria para conformar la pieza provocando la fluencia del material a través de la cavidad abierta en la matriz. Durante este proceso las diferentes zonas de la chapa o pieza se van a ver sometidas a diversos esfuerzos y tensiones. La chapa inicial para embutir un vaso cilíndrico es de geometría circular y durante el proceso de embutido esta silueta circular fluye hacia el centro de la matriz a medida que el punzón desciende y obliga al material a pasar por la abertura de dicha matriz. La pieza va a conformarse en función de la forma de la abertura de la matriz y la forma del punzón. Proceso de Embutision La embutición es un proceso tecnológico de plástico que consiste en la obtención de piezas huecas con forma de recipiente a partir de chapas metálicas. mientras que el pisador va a evitar el pandeo del material al tratarse de formas generalmente no desarrollables. Este proceso permite obtener piezas de formas muy diversas y es una técnica de gran aplicación en todos los campos de la industria. . Fases del Proceso: El flujo de material en piezas con forma irregular es muy complejo. por este motivo se expone el caso más sencillo: el embutido del vaso o embutido cilíndrico. La zona cilindrica entre rd y rp. la pieza se conformará plásticamente y alcanzándo su forma final. F) Así la silueta avanza gradualmente a través de la abertura de la matriz recibiendo diversas fuerzas y deformándose. en la arista de la abertura de la matriz está aplicado un radio. D) Al encoger la circunferencia de la silueta se generan esfuerzos de compresión en la dirección circunferencial de la chapa.El proceso sigue las siguientes fases: A) Se coloca una silueta circular con espesor to y diámetro D sobre la superficie de la matriz que tiene una abertura con el diámetro d2. Este mismo radio queda como el radio del fondo del vaso embutido. . se comprime en la dirección circunferencial y se dobla recibiendo la tensión en la dirección radial simultáneamente en la boca de la abertura de la matriz. Para evitar este fenómeno se sujeta la silueta con el pisador. C) Conforme el punzón se introduce en la matriz. De igual manera la parte que tiene contacto con la cabeza del punzón recibe la tensión. la cual corresponde a la pared lateral del recipiente se estira verticalmente. los cuales pueden provocar el pandeo y producir arrugas. Si el material resiste los esfuerzos que se generan durante este proceso. E) En el momento de que se embute la chapa. Normalmente. El extremo del punzón tiene el radio rp. se embute la parte central de la silueta progresivamente mientras el perímetro de la silueta se desliza sobre la superficie de la matriz y se traslada hacia el interior de la misma. B) El pisador pisa la chapa y se inserta el punzón con el diámetro d1 en la dirección del eje. sobre todo las zonas de los radios de matriz y punzón son la que recibe la mayor tensión del doblado. fenómeno que evita el pisador). la lámina entre el fondo y la pared del mismo se estira considerablemente. Durante el embutido de la chapa.Esfuerzos Generados Durante el Proceso: Mientras el punzón aplica la presión en el fondo del vaso. Calculo de la Silueta Inicial: . la silueta exterior de la misma disminuye en diámetro y la zona cercana a esta silueta tiende a incrementar su espesor como consecuencia de las fuerzas de compresión que se generan durante el proceso en esta zona (tendencia a aparecer arrugas por pandeo. . galvanizado. Acabado superficial. Composición química. 3. Tratamiento térmico. torsiones. entonces se dice que el material tuvo un comportamiento elástico. Propiedades mecánicas. Hasta cierta carga limitada. fosfatizado. resistencia a la tensión. La recuperación de las dimensiones originales al eliminar la carga es lo que caracteriza el comportamiento elástico. 2. el cuerpo retiene cierta deformación permanente cuando deja de actuar la carga. tropicalizado. 5. diámetros y sus tolerancias. las cuales son: 1. dobleces. el sólido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga esta carga se le conoce como limite elástico. el cobre. 4. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero. el aluminio y los latones. El objetivo principal del trefilado es obtener un producto final que tenga las caracterizas que estén ligadas entre sí. COMPORTAMIENTO PLASTICO Y ELASTICO La mayoría de solidos de deforman al aplicarse una carga externa. Proceso de Trefilado Se entiende por trefilar a la operación de conformación 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. patentado en plomo normalizado y recocido. aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil. Dimensiones geométricas. Si se sobre pasa el limite elástico. Resistencia a la corrosión. Ductibilidad. . . VARIACIONES DE LAS PROPIEDADES DEL METAL POR EFECTOS DEL CONFORMADO DE UNA DEFORMACION PLASTCA Todas las propiedades de un metal que dependen de la estructura reticular se ven afectadas por la deformación plástica. . Consiste en que una probeta de metal. . . Disminuye: . Aumentan: . Resistencia a la tensión. ENSAYO DE TRACCION Este ensayo se utiliza para evaluar la resistencia de los metales y aleaciones. Resistencia a la cedencia o fluencia. . Reactividad química. de forma adecuada y estandarizada. Conductibilidad eléctrica. Dureza. se somete a carga axial de tracción creciente hasta producirse la rotura. un material poco dúctil es frágil. DUCTIL Y FRAGIL Ductibilidad: Es la capacidad para fluir el material. . Fragilidad: Se define como la negación de la ductibilidad. es decir la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse. Este proceso se efectúa en estado sólido y generalmente le sigue un enfriamiento lento en el horno a una temperatura deseada. retorna a un estado libre de tensiones por medio de la aplicación de calor. RECOCIDO Es el proceso mediante el cual la estructura distorsionada de la red trabaja en frio. ENDURECIMIENTO POR DEFORMACION Este endurecimiento se produce por la interacción de dislocaciones entre sí. . y con barreras que impiden su movimiento a través de las redes cristalinas.