EXTRUSION Y ESTIRADO DE MATERIALES La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. En el proceso de extrusión, una palanquilla, por lo general es forzada a pasar por una matriz o un dado en forma parecida a como se exprime un tubo de pasta dental para ponerla en el cepillo. Se puede producir casi cualquier perfil transversal solido o hueco con extrusión, y con ella se obtienen piezas esencialmente semiacabadas. Según sea la ductilidad del material, se puede hacer la extrusión a temperatura ambiente, o a alta temperatura. Como se usa cámara, cada lingote se extruye en forma individual, por lo que la extrusión es un proceso intermitente o semicontinuo. Las variables geométricas en la extrusión son el ángulo dado, y la relación de las secciones transversales de la palanquilla entre la del producto extruido, se llama relación de extrusión , R . Otras variables de la extrusión son la temperatura, la velocidad a la que se mueve el ariete comprensor y el tipo de lubricante que se usa, afecta la presión de la extrusión.
Fuerza de extrusión
La fuerza que se requiere en la extrusión depende de la resistencia del material de la palanquilla, la relación de la extrusión, la fracción entre la superficie, la palanquilla y la cámara, y variables de proceso como la temperatura de la palanquilla y la velocidad de extrusión.
Flujo del metal en la extrusión
Es importante el patrón de flujo del metal en la extrusión, como en otros procesos de conformado, por su influencia sobre la calidad y las propiedades mecánicas del producto final. Un parámetro que describe la forma del producto extruido es el diámetro del circulo circunscrito (DDC). La complejidad de una extrusión es función de la relación del perímetro del producto extruido entre su área transversal, y se llama factor de forma.
EXTRUSIÓN EN CALIENTE Para los metales y las aleaciones que no tienen ductilidad suficiente a temperatura ambiente, la extrusión se hace a temperaturas elevadas, para reducir las fuerzas requeridas. Como en todas las demás operaciones de trabajo en caliente, la extrusión en caliente tiene sus requisitos especiales, debido a las altas temperaturas de operación.
EXTRUSION EN FRIO La extrusión en frio ha logrado gran aceptación en la industria, en especial para herramientas y piezas de automóviles, motocicletas, bicicletas, electrodomésticos y equipos de transporte y agrícola. Sin embargo, la magnitud de los esfuerzos sobre las herramientas en la extrusión en frio es muy grande, en especial con las piezas de acero. La extrusión en frio tiene las siguientes ventajas sobre la extrusión en caliente:
Mejores propiedades mecánicas, debido al endurecimiento por el trabajado.
Buen control de tolerancias dimensionales.
Mejor acabado superficial, en parte debido a la carencia de una capa de oxido, siempre y cuando la lubricación sea efectiva. Eliminación de la necesidad de calentar la palanquilla
Capacidades y costos de producción son competitivos con los otros producir la misma pieza.
métodos para
EXTRUSION DIRECTA La extrusión directa, también conocida como extrusión delantera, es el proceso más común de extrusión, El metal es extruido a través del dado abriéndolo hasta que sólo queda una pequeña cantidad. La mayor desventaja de este proceso es la fuerza requerida en la extrusión de la barra, es mayor que la necesitada en la extrusión indirecta. Por eso la mayor fuerza requerida es al comienzo del proceso y decrece según la barra se va agotando.
EXTRUSION INDIRECTA La parte extruida es forzada a través del vástago apisonador. Se requiere menos fuerza por este método, debido a que no existe fuerza de rozamiento entre el tocho y la pared continente. El debilitamiento del apisonador cuando es hueco y la imposibilidad de proveer soporte adecuado para la parte extruida constituyen las restricciones de este proceso.
EXTRUSION HIDROSTATICA En la extrusión hidrostática, la presión necesaria para la extrusión se suministra a través de un fluido incompresible que rodee a la palanquilla. En consecuencia no hay fricción entre la cámara y la pared. Las presiones suelen ser del orden de 1400 MPa. Este tipo de extrusión se hace a temperatura ambiente, Para extrusiones a alta temperatura se usan ceras, polímeros y vidrio como fluidos.
EXTRUSION POR IMPACTO Un punzón es dirigido al pedazo de metal con una fuerza tal que éste es levantado a su alrededor. La mayoría de las operaciones de extrusión por impacto, tales como la manufactura de tubos plegables, son trabajadas en frío.
APLICACIONES Con frecuencia se combina la extrusión con operaciones de forjado, en cuyo caso se suele llamar extrusión en frio. Tiene muchas aplicaciones importantes, que incluyen tornillos y componentes para automóviles, bicicletas, motocicletas, maquinaria pesada y equipo de transporte. Entre los productos característicos se encuentran los rieles para puertas corredizas, tubos de distintos perfiles transversales, perfiles estructurales y arquitectónicos y marcos para puertas y ventanas. Los productos extruidos se pueden cortar en tramos, con lo que se transforman piezas discretas como soportes, engranajes y perchas.
DEFECTOS DE EXTRUSIÓN
Quebradura de superficie - cuando hay grietas en la superficie de extrusión. Esto se debe a la temperatura de extrusión, fricción, o velocidad muy alta. Defecto de tubo - Se crea una estructura de flujo que arrastra los óxidos de la superficie y las impurezas al centro del producto. El agrietamiento interior o defecto Chevron - se produce cuando el centro de la expulsión desarrolla grietas o vacíos.
EQUIPO PARA EXTRUSION El equipo básico para la extrusión es una prensa hidráulica horizontal. Estas prensas son adecuadas para la extrusión porque se puede controlar la carrera y la velocidad de la operación.
ESTIRADO En el estirado o trefilado, la sección transversal de una barra o un alambre redondos se reducen o cambia jalándose a través de un dado o matriz. Las variables principales en el estirado se parecen a las de la extrusión: reducción del área transversal, ángulo dado, fricción a lo largo de la interfase dado-pieza y velocidad del estirado. El ángulo del dado influye sobre la fuerza del estirado y la calidad del producto.
PRACTICAS DEL ESTIRADO El proceso de estirado, como norma general, se realiza como una operación de deformación plástica en frio y para secciones redondas. Las principales ventajas del proceso de estirado son: Un mayor control de las tolerancias, Acabado superficial, Propiedades mecánicas y Mayor capacidad de mecanización. Las operaciones que se Realizan en el proceso de estirado son: Decapado, Estirado y Acabado. Se pueden producir diversos perfiles sólidos estirando a través de dados con distintos perfiles. La sección transversal inicial suele ser redonda o cuadrada.
Estirado múltiple En el proceso múltiple tenemos el estirado de barras se realiza generalmente como una operación de estirado simple, en la cual el Material se jala a través de la abertura del dado. El proceso de estirado se puede usar para reducir el diámetro o el espesor de la pared de tubos, después que se ha producido el tubo inicial por medio de alguna otra operación como extrusión. El estirado del tubo se puede llevar a cabo con o sin un mandril. El método más simple no usa mandril y se aplica para la reducción del diámetro.
LUBRICACIÓN Y MATERIALES PARA DADOS Es esencial para estirar la vida del dado en el estirado, reducir las fuerzas y la temperatura y mejorar el acabado superficial. Las clases básicas de lubricado son las siguientes: Estirado en húmedo, Estirado en seco, Recubrimiento: La varilla se recubre con un metal suave que funciona como lubricante sólido. Los materiales para dados Suelen ser aceros para herramientas y carburos.
EQUIPO DE ESTIRADO En general el estirado de barras se realiza en un banco de estirado, consistente en una mesa de entrada, un bloque de acero que contiene la matriz, la corredera que coge el tubo para aplicarle la fuerza de estirado y una mesa de salida.
Las características generales del proceso son similares a la extrusión, la diferencia es que en el estirado el material de trabajo se jala a través del dado, mientras que en la extrusión se empuja a Través del dado a parte extruida es forzada a través del vástago apisonador.
