Laminacion de Metales - PowerPoint

 

LAMINACION LAMINACI ON DE METALES METALES METALURGIA I

 

La Laminación Proceso que cosiste en reducir el espesor o cambiar la sección transversal de una pieza de una pieza larga mediante fuerza de compresión aplicada con un conjunto de rodillos

 

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Primero se efectúa la laminación a temperatura elevadas, aquí la estructura estructura del

lingote se rompe en una estructura estructur a maleable, que tiene tamaño de granos mas finos y propiedades mejoradas como resistencia y dureza.

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Posteriormente se acostumbra a realizarla laminación a temperatura ambiente en el que el producto adquiere mas resistencia y dureza y mejor acabado superficial. Requiere Requiere mayor energía.

 

Las placas

Las laminas

Tienen un espesor mayor de 6mm

Tienen un espesor menor a 6mm y es común que se entreguen en forma de rollos a las compañías manufactureras o como hojalata. Suelen utilizarse para

y se utilizan encomo: aplicaciones estructurales, •

Cascos de barcos

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Calderas

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Puentes

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maquinarias

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Carrocerías de autos y aviones Aparatos eléctricos Contenedores de alimentos y bebidas

 

Proceso de laminación plana Una cinta metálica entra en el espacio de laminación con un espesor ho, y un par de rodillos giratorios reduce su espero a hf . la velocidad de la superficie de los rodillos es Vr . La cinta entra con una velocidad Vo y

esta aumenta conforme se mueve a través tra vés del espacio de laminación L, teniendo una velocidad mayor a la salida Vf .

 

La reducción máxima posible se define como la diferencia diferencia entre los espesores iniciales iniciales y el final de la cinta (ho-hf). Se puede demostrar que es una función del coeficiente de fricción (μ) entre la cinta y el radio del rodillo (R) mediante la relación: ho  – hf = μ² R

Mientras mas alta sea la fricción y mas grande el radio del rodillo, mayor será la reducción posible

 

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Longitud de contacto

L = R (ho -hf)

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Fuerza de laminado, esta fuerza es perpendicular al plan de la cinta y no a un

ángulo. F = L w Yprom L: longitud de contacto entre el rodillo y la cinta w: ancho de la cinta Yprom: esfuerzo real promedio en el espacio de laminación •

Potencia requerida para los dos rodillos:

SI: F: en newton

Ingles:

Potencia= 2π F L N / 60 000 kW L: en metros

N: revoluc. por minuto

Potencia= 2π F L N / 33 000 hp

F: en libras

L: en pies

 

Consideraciones geométricas •

Los rodillos sufren cambios de forma durante la laminación debido a las fuerzas que actúan sobre sobre ellos. Las fuer fuerzas zas de laminado tienden a doblar los rodillos elásticamente elásticamente durante la laminación.

Debido al doblado de los l os rodillos, la cinta laminada tiende a ser mas gruesa en el centro que en centro que en los extremos. El método usual para evitar este problema es rectificar los rodillos de manera que el diámetro del centro sea mayor al de los extremos, entonces cuando el rodillo se dobla, la cinta tiene un espesor const constante ante a lo largo de su anchura.

 

Los rodillos pueden adquirir a la ligera forma forma de barril debido al calor que genera la deformación deformación plástica durante la laminación. Puede producir cintas mas delgadas en el centro que en los extremos. Esto puede controlarse ajustando la ubicación y velocidad de flujo del liquido refrigerante a lo largo de los rodillos. •

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El ensanchado es el incremento de la anchura que sufre la cinta cada

vez que pasa por los rodillos. Puede evitarse mediante rodillos adicionales con ejes verticales en contacto contac to con los extremos extremos del producto producto laminando, apor aportando tando asi una restricción restri cción física al ensanchado.

 

Vibración y Traqueteo La vibración y traqueteo pueden tener efectos negativos a la calidad de producción y la productividad de las operaciones de trabajo de los metales. El traqueteo se define como la vibración autoexcitada, puede presentarse present arse en la laminación y en operaciones operaciones de: •

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•

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Extrusión Estirado Maquinado Rectificado

 

Causa variaciones periódicas periódicas en el espesor de la l a hoja laminada y en su acabado superficial, puede provocar desperdicios excesivos.

Se ha sugerido que el traqueteo puede reducirse si: •

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Se aumenta la distancia entre los soportes del molino Se incrementa la anchura de la cinta Disminuye la reducción por pase Aumenta el radio del rodillo Se incorpora amortiguadores amortiguadores en los soportes de los rodillos

 

PRACTICA DE LAMINACION PLANA

 

Laminación en caliente

en caliente La laminación realiza a los pasos laminado por encima de larealiz temperatura de iniciales del recristalización.

 

La laminación en caliente convierte convierte estructura fundida en una estructura estructur a maleable con granos maslafinos y ductilidad mejorada. Las temperaturas temperaturas para la laminación en caliente son: •

Casi 450 ºC para para aleaciones aleaciones de aluminio aluminio

•

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Hasta 1250 ºC para Hasta para aceros aceros aleados Hasta 1650 ºC para aleaciones aleaciones refractiv refractivas as

 

Al producto de la primera operación operación de laminación en caliente se le conoce como: Tocho: tiene una sección transversal transversal cuadrada de al menos 150mm de lado. Se procesan luego mediante laminación de forma donde adquieren perfiles estructurales como vigas o rieles. •

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Planchón: tiene una sección transversal rectangular. Se laminan como

placas y laminas. •

Palanquillas: son cuadradas con un área de sección transversal mas

pequeña que la de los planchones. Se lamian adquiriendo diversas formas como barras redondas y de diferentes secciones.

 

Laminación en frio Antes de la laminación en frio se puede eliminar la cascarilla desarrollada durante durante la laminación en caliente por inmersión en baños de ácidos o por medios mecánicos. La laminación en frio se realiza a temperatura ambiente, produce laminas y cintas con mucho mejor acabado superficial, tolerancia tolerancia dimensionales y propiedades mecánicas.

 

a)

Bordes o on ndulados

b)

Grie Griettas e en n for forma ma de ccrrem emal alle lerra

c) d)

Grietas d de e los bordes Acocodrilado

 

Molinos de laminación Existen varios tipos de molinos de laminación y equipos con distintos arreglos de rodillos. Las velocidades de laminación pueden legar hasta 40 m/s. El ancho de las productos laminados pueden ser hasta 5m

 

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Molinos de laminación duo:

Para laminación en caliente en los pases iniciales de ruptura en Para lingotes fundidos o en fundición continua.

 

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Molinos de tres rodillos: La dirección del material invierte después de cada pase mediante

mecanismos elevadores y diversos manipuladores.

 

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Molinos de cuatro rodillos y los molinos de conjunto: Se basan en el principio de que los rodillos de diámetro pequeño

reducen las fuerzas de laminado y requisitos de potencia, y reducen el ensanchado de la lamina.

 

Materiales de los Rodillos Los materiales mas comunes son:

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El hierro fundido Acero fundido

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Acero forjado

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También se utilizan carburos carburos de tungsteno para diámetros diámetros pequeños

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Lubricantes •

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La laminación en caliente de aleaciones ferrosas se realizan sin lubricantes,, aunque se puede utilizar grafito lubricantes Se usan soluciones a base de agua para enfriar rodillos y romper la cascarilla en el material laminado

no ferrosas Las aleacionesemulsiones laminan en caliente con varios aceites compuestos, y se ácidos grasos

 

PROCESOS

 

Laminado de formas Se forman estructuras rectas y largas a temperaturas elevadas como: •

Canales

•

Vigas I

•

Rieles de vías férreas

•

Barras solidas

 

Forjado laminar La sección transversal transversal de una barra redonda redonda se forma forma pasándola a través de un par de rodillos con estrías perfiladas, para producir: •

Ejes cónicos

•

Resortes de muelles

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Cuchillos de mesa

•

Herramientas Herramien tas manuales

Laminado oblicuo Similar al forjado laminar, se utiliza generalmente para hacer rodamientos de bolas

 

Laminado de anillos Un anillo grueso se expande en uno mas delgado, aunque de mayor diámetro, y se coloca entre dos rodillos, uno de los cuales acciona y el otro permanece inactivo

 

Laminación de roscas Es un proceso de formado en frio por medio del cual se forman roscas rectas o cónicas en barras redondas o alambrón, al pasarlas entre matices. Los productos típicos son tornillos, pernos y partes roscadas similares según el diseño de la matriz.

 

Perfor Perforado ado rotativo de tubos t ubos Operación de trabajo en caliente para hacer tubería y tubos sin costura largos y de pared delgada. Un mandril interno promueve la operación amplificando el orificio y dimensionamiento dimensionamiento el diámetro interior del tubo.

 

Laminado de tubos El diámetro y espesor de os tubos y tubería se pueden reducir, utiliza rodillos con formas. Algunas operaciones operaciones pueden realizarse realizarse con mandril interno o sin él.

 

GRACIAS