Trabajo de Metales en Frio

Trabajo de metales en frio Concepto: El trabajo en frio hace referencia a todos aquellos procesos de Conformado realizado a baja temperatura generalmente ambiente, como son embutido, doblado, rolado, estirado, etc.

Características: Tiene un acabado brillante y bastante exacto, mejora la resistencia, la maquinabilidad. El endurecimiento por deformación plástica en frío es el fenómeno por medio del cual un metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida es deformado plásticamente.

Análisis y Aporte: Con el trabajo en frio a demás de los ahorros obvios del costo cuando no se requiere calor, es la mayor precisión dimensional que se puede lograr generalmente, ya que no hay la necesidad de ajustar la contracción ni la deformación térmica o distorsión, una vez que se complete el formado. Las partes de metal trabajadas en frío evitan también la decoloración (oxidación) de la superficie que ocurre en temperaturas más altas, así que la parte puede ser presentable a la venta y posible servicio sin un proceso pr oceso posterior. La desventaja de este proceso es que es muy duro (60 Rockwell C). 2. Tipos de proceso de trabajo en frio a) Laminado: El laminado es un proceso en el cual se produce una reducción en el espesor  del material por medio de rodillos que ejercen una fuerza de compresión sobre este. La mayoría de los procesos de laminado significa una alta inversión de capital, pues estos requieren de piezas de equipo pasado llamados molinos laminadores. * Molino de laminación básico * Molino de tres rodillos * Molino de cuatro rodillos * Molino de rodillos tándem (alta velocidad de rendimiento/usado en procesos de colada continua) Tipos de Laminados: Laminado plano: En este tipo de laminado los rodillos giran uno en frente f rente del otro en sentido contrario al avance del trabajo para con esto jalar el material hacia ellos y al mismo tiempo ir apretándolo se usa para reducir una sección transversal rectangular este proceso está estrechamente relacionado con el laminado de perfiles

Laminado de perfiles: Aquí el material de trabajo se deforma para generar un contorno en la sección transversal, de este proceso podemos encontrar los siguientes productos, vigas en I en L y canales en U; rieles para vías de ferrocarriles, barras redondas y cuadradas. El proceso se realiza pasando el material de trabajo por rodillos que tienen impresa la forma inversa a la que se desea.

Laminado de anillos: Este proceso consiste en una deformación que lamina las paredes gruesas de un anillo para obtener un anillo de paredes más delgadas, pero de un diámetro mayor al inicial. El laminado de anillos se aplica generalmente en procesos de trabajo en frió para anillos pequeños y de trabajo caliente para anillos más grandes. Las aplicaciones más frecuentes incluyen collares para rodamiento de bolas y rodillos, llantas de acero para ruedas de ferrocarril, etc. Las paredes de los anillos no solo se limitan a formas rectas, también este proceso permite formas más complejas. Este proceso tiene como principal ventaja el ahorro de m aterias primas.

Laminación de cuerdas: Se usa para formar cuerdas en partes cilíndricas mediante su laminación entre dados. La mayoría de las operaciones de laminado de cuerdas se realizan por trabajo en frío utilizando maquinas laminadoras de cuerdas, las que están equipadas con dados especiales que determinan la forma y tamaño de la cuerda, de estos hay dos tipos a) dados planos que se mueven alternativamente entre sí; b) dados redondos que giran relativamente entre sí para lograr la acción de laminado. Entre las ventajas de este proceso están la alta velocidad, mejor utilización del material, cuerdas mas fuertes debido al endurecimiento del material, mejor resistencia a la fatiga y superficies más lizas.

Laminación de engranajes : Proceso de formado en frío que produce ciertos engranajes, la instalación de este es similar al de laminados de cuerdas excepto que las características de deformación de los cilindros o discos se orientan paralelo a su eje ( en ángulo para los engranajes helicoidales) en lugar  de la espiral del laminado de cuerdas las ventajas −con el maquinado− son las mismas que el laminado de cuerdas alta velocidad, mejor aprovechamiento del material, mayor resistencia a la fatiga, etc.

Laminación de polvos: El polvo puede comprimirse en una operación para formar tiras de material metálico. El proceso por lo general se efectúa de manera continua o semicontinua. Los polvos se compactan entre los rodillos para formar una tira verde que se alimenta directamente a un horno de

sinterizado después se enfría, se lamina y se resinteriza. b) Estirado de alambres (trefilacion) El estirado es una operación donde la sección transversal de la barra, varilla o alambre se reduce a través de una abertura. Las características generales del proceso son similares a la extrusión, la diferencia es que en el estirado el trabajo se jala a través del dado, mientras que la extrusión se empuja a través del dado. Aunque la presencia, en este proceso la compresión juega un papel importante ya que el metal se comprime al pasar a través de la abertura del dado. Por esto la deformación que ocurre se llama a veces comprensión indirecta. Se usa el término estirado de alambres y barras para no confundir con el estirado de láminas metálicas. La diferencia del estirado de alambre y barras es el tamaño del material que se procesa. El estirado de barras se usa para diámetros grandes, mientras que el estirado de alambres se usa para diámetros pequeños los que pueden alcanzar un diámetro de hasta un 0.001 pulgadas ó 0.03 milímetros. El estirado de barras se realiza como una operación de estirado simple, en la cual el material se tira desde la abertura del dado, al ser un material de diámetro grande su forma es generalmente recta esto limita la longitud del trabajo. Por el c ontrario el alambre se estira a través de rollos de alambres los que pueden medir hasta cientos de metros de longitud y pasa a través de varios dados de estirado, los que pueden ser hasta doce, este proceso se conoce como estirado continúo.

El estirado se realiza generalmente como operación de trabajo en frío. Se usa más frecuentemente en para producir secciones redondas pero también se puede utilizar para estirar secciones cuadradas y de otras f ormas. El estirado de alambres es un proceso que provee productos comerciales como cables y alambres eléctricos, para cercas, etc. Por su lado el estirado de barra se usa para producir barras de metal para maquinado y otros procesos. Dentro de las ventajas del estirado están: un buen acabado superficial, propiedades mecánicas mejoradas, como resistencia y dureza del material, adaptabilidad para producción en masa. Las velocidades de estirado son tan rápidas como 50 (m/s) parta alambre fino. En el estirado de barras se produce una mejora en la maquinabilidad de las barras.

c) Forjado Es un proceso de deformación donde se comprime entre dos dados el material de trabajo, usando para esto un impacto para formar la parte, este proceso permite la fabricación de gran cantidad de componentes de alta resistencia para automóviles, vehículos aeroespaciales, y otras aplicaciones. También podemos ver que industrias de aceros y otros metales básicos usan el forjado

para fijar la forma básica de grandes piezas para luego maquinar, obteniendo su forma y dimensiones definitivas. El forjado se lleva a efecto de distintas maneras, la mayoría de las operaciones se realiza en caliente (por arriba y por debajo de la temperatura de cristalización), dada la deformación que demanda el proceso y la necesidad de reducir la resistencia e incrementar la ductilidad del metal de trabajo, sin embargo, el forjado en frío también es muy común para ciertos productos, la ventaja del forjado en frío es la mayor resistencia del componente que resulta del endurecimiento por deformación. d) Extrusión La extrusión, es un proceso formado por comprensiones el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a una sección transversal, el proceso ese semejante a apretar un tubo de pasta de dientes. La extrusión data de los años 1800 . e) Plegado o Doblado En el trabajo con láminas de metal el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto, durante la operación de doblado el metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. El metal se deforma plásticamente, así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lámina metálica. f) Embutido Se realiza colocando una lámina de metal sobre la cavidad de un dado y empujando el metal hacia la cavidad de este con un punzón, la forma debe aplanarse contra el dado por un sujetador de formas. Las piezas comunes que se hacen por embutido son latas de bebidas, casquillos de municiones, lavabos, utensilios de cocina y partes para carrocerías de automóviles. * Defecto del embutido El embutido es una operación más compleja que el corte o el doblado de lámina, por lo tanto hay más cosas que pueden fallar. Pueden presentarse numerosos defectos en un producto embutido, algunos de ellos son: * Arrugamiento en la brida o pestaña * Arrugamiento en la pared. * Desgarrado * Orejeado. * Rayado superficial g) Formado por explosión: Involucra el uso de una carga explosiva para formar 

una lámina o placa de metal dentro de la cavidad de un dado. El formado con explosivos se reserva para partes grandes, típicas de la industria aeroespacial. h) Formado Electromagnético: También llamado formado de pulso magnético La lámina metálica se deforma por la fuerza mecánica de un campo electromagnético inducido en la parte de trabajo por una bobina electrificada. El campo inducido se opone al campo primario, produciendo una fuerza mecánica que deforma la parte hacia la cavidad que la rodea.

3. Herramientas o equipos que se utilizan: Equipos:

a. Dobladora: Las dobladoras son una herramienta ideal para hacer pliegues a las láminas de acero. La dobladora está construida en sólida pl aca de acero resistente al trabajo pesado, el cuerpo superior se puede ajustar para diferentes tipos de doblez y calibres de lámina. Además, estas máquinas son de fácil operación y requieren muy poco mantenimiento.

Dentro de sus principales ventajas, las dobladoras han sido f abricadas para enroscar láminas metálicas con precisión y producir cilindros r ápidamente con mínimas partes planas en los extremos inicial y final. Esto facilita la soldadura posterior, la rigidez de la misma y la apariencia de las partes, entre otras cosas.

.

b. Cortadora: se utiliza para cortar laminas o lingotes de acero

c. Prensadora: La prensa mecánica o prensadora es una máquina que acumula energía mediante un volante de inercia y la transmite bien mecánicamente (prensa de revolución total) o neumáticamente (prensa de revolución parcial) a un troquel o matriz mediante un sistema de biela-manivela. Actualmente las prensas de revolución completa (también llamadas de embrague mecánico o de chaveta) están prohibidas por la legislación vigente en toda Europa. La norma que rige estas prensas es la EN-692:2005 transpuesta en España como UNE-EN692:2006 +A1:2009.

d. Torno: Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar  (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado.

Herramientas: a. Taladro de banco: Es un taladro común montado sobre una estructura, que le permite a quien lo opera hacer agujeros en diferentes ángulos sin correr el riesgo de que se mueva la pieza o el taladro. Consta de una base plana donde hay un dispositivo para sujetar la pieza ,una columna regulable en altura y un sistema que le permite al operador variar la velocidad del mismo, que puede ser por  correas y poleas o caja de engranajes, la mecha se sujeta en una pieza llamada Mandril. Se utiliza para producir agujeros cilíndricos en una pieza cualquiera, utilizando como herramienta una br oca.

b. Esmeril: Roca granulada de gran dureza que se emplea para deslustrar el vidrio, labrar  piedras preciosas y pulimentar los metales el esmeril es un disco con un hueco en el centro en el cual se puede unir a un motor especial, el cual le dará rotación, ahí tu puedes cortar, pulir, y limar, ya que el disco tiene un abrasivo es decir funciona como una lija y su utilidad es más común en la industria metalmecánica y metálica. Esta constituido generalmente de un motor  eléctrico, en los extremos de cuyo eje se fijan dos piedras de esmeril: una

constituida de granos gruesos, sirve para desbastar los materiales y la otra, se granos finos para acabados de filo de las herramientas.

c. Vernier: El calibrador o vernier, conocido también como pie de rey, consiste usualmente en una regla fija de 12 cm con precisión de un milímetro, sobre la cual se desplaza otra regla móvil o reglilla. La reglilla graduada del vernier divide 9mm en 20 partes iguales de manera que pueden efectuarse lecturas con una precisión de un vigésimo de milímetro.