TEMA 1: El proceso de Laminado.
Conceptos básicos del proceso de laminado
El laminado es un proceso de deformación en el cual el metal pasa entre dos rodillos y se comprime mediante fuerzas de compresión ejercidas por los rodillos. Los rodillos giran para jalar el material y simultáneamente apretarlo entre ellos. Un proceso estrechamente relacionado es el laminado de perfiles, en el cual una sección transversal cuadrada se transforma en un perfil tal como en una v iga en I. La mayoría de los procesos de laminado involucra una alta inversión de capital, ya que se requiere equipos pesados llamados molinos laminadores o de laminación, El alto costo de inversión requiere que la producción sea en grandes cantidades y por lo general artículos estándares como láminas y placas. La mayoría de los productos laminados se realizan en caliente debido a la gran cantidad de deformación requerida, y se le llama laminado en caliente. Los metales laminados en caliente están generalmente libres de esfuerzos residuales y sus propiedades son isotrópicas. Las desventajas del laminado en caliente son que el producto no puede mantenerse dentro de tolerancias adecuadas, y la superficie presenta una capa de óxido característica.
Examinemos la secuencia de pasos en un molino de laminación para ilustrar la variedad de productos que pueden hacerse. El trabajo empieza con un lingote de acero fundido y recién solidificado. Aún caliente, el lingote se coloca en un horno donde permanece por muchas horas, hasta alcanzar una temperatura uniforme en toda su extensión, para que pueda fluir consistentemente durante el laminado. Para el acero, la temperatura de laminación es
alrededor de 1200 ºC. La operación de calentamiento se llama recalentada, y los hornos en los cuales se lleva a cabo se llaman fosas de recalentamiento. El lingote recalentado pasa al molino de laminación, donde se lamina para convertirlo en una de las tres formas intermedias llamadas lupias, tochos o planchas. Una lupia tiene una sección transversal cuadrada de 150 mm de lado o mayor. Un tocho se lamina a partir de una lupia, es de sección transversal Las lupias se laminan para generar perfiles estructurales y rieles para ferrocarril. Los tochos se laminan para producir barras y varillas. Estas formas son la materia prima para el maquinado, estirado de alambre, forjado y otros procesos de trabajo de metales. Las planchas se laminan para convertirlas en placas, láminas y tiras. Las placas laminadas en caliente se usan para la construcción de barcos, puentes, calderas, estructuras soldadas para maquinaria pesada, tubos y tuberías, y muchos otros productos.
Determinación de la fuerza de rozamiento El laminado plano involucra el laminado de planchas, tiras, láminas y placas, partes de trabajo de sección transversal rectangular con un ancho mayor que el espesor. En el laminado plano, se presiona el material de trabajo entre dos rodillos de manera que su espesor se reduce:
Dónde: d = diferencia, (mm) to = espesor inicial, (mm) tf = espesor final, (mm)
Algunas veces se expresa la diferencia d como una fracción del espesor inicial to llamada reducción r
Cuando se usa una serie de operaciones de laminado la reducción se toma como la suma de los adelgazamientos dividida entre el espesor original. Además de reducir el espesor, el laminado incrementa usualmente el ancho del material de trabajo. Esto se llama esparcido y tiende a ser más pronunciado con bajas relaciones entre espesor y ancho, así como con bajos coeficientes de fricción. Existe la conservación del material, de tal manera que el volumen de metal que sale de los rodillos es igual al volumen que entra a los rodillos
Dónde: wo, lo son ancho y largo iniciales de trabajo (mm) wf, lf son ancho y largo finales de trabajo ( mm)
Los rodillos entran en contacto con el material de trabajo, a lo largo de un arco de contacto definido por el ángulo θ. Cada rodillo tiene un radio R y su velocidad de rotación, tiene una velocidad superficial vr. Esta velocidad es mayor que la velocidad de trabajo vo y menor que la velocidad de salida vf. Como el flujo de metal es continuo, hay un cambio gradual en la velocidad del material de trabajo entre los rodillos, Sin embargo, existe un punto a lo largo del arco donde la velocidad de trabajo se iguala la velocidad del rodillo. Este punto se llama punto de no deslizamiento, también conocido como punto neutro. A cualquier lado de este punto, ocurren deslizamientos con fricción entre el rodillo y el material de trabajo. La cantidad de deslizamiento entre los rodillos y el material de trabajo puede medirse por medio del deslizamiento hacia adelante, este término se usa en laminado y se define como:
Donde s = deslizamiento hacia adelante vf = velocidad final del trabajo (salida), (m/seg) vr = velocidad del rodillo (m/seg) La deformación real, experimentada por el material de trabajo, se basa en el espesor del material antes y después del laminado.
Se puede usar la deformación real para determinar el esfuerzo de fluencia promedio Yf aplicado al material de trabajo en el laminado plano.
El esfuerzo de fluencia promedio será útil para calcular las estimaciones de fuerza y potencia en laminado. La fricción se presenta en el laminado con un cierto coeficiente de fricción, la fuerza de compresión de los rodillos, multiplicada por este coeficiente de fricción da por resultado una fuerza de fricción entre los rodillos y el material de trabajo. En el lado de la entrada, fuerza de fricción tiene una dirección; en el otro lado, tiene la dirección opuesta. Sin embargo, las dos fuerzas no son iguales. La fuerza de fricción es mayor en la entrada, de manera que la fuerza neta que jala el material de trabajo a través de los rodillos. El laminado no sería posible sin estas diferencias. Hay un límite para el máximo d posible que puede alcanzar el laminado plano con un coeficiente de fricción, dado por:
Donde dmax = diferencia máxima, (mm) m = coeficiente de fricción R = radio del rodillo, (mm)
La ecuación indica que si la fricción fuera cero, el adelgazamiento podría ser cero y esto haría imposible la operación de laminado El coeficiente de fricción en el laminado depende de varios factores como lubricación, material de trabajo y temperatura de laminado, en la tabla 3.2 se dan algunos valores típicos de coeficientes de fricción según el tipo de laminado.
El laminado en caliente se caracteriza frecuentemente por una condición llamada adherencia en la cual la superficie caliente del material de trabajo se pega a los rodillos sobre el arco de contacto. Esta condición ocurre frecuentemente en el laminado de aceros y aleaciones para alta temperatura. Cuando ocurre la adherencia, el coeficiente de fricción puede ser tan alto como 0.7. La consecuencia de la adherencia es que las capas superficiales del material de trabajo no se pueden mover a la misma velocidad que la velocidad del rodillo vr y debajo de la superficie la deformación es más severa a fin de permitir el paso de la pieza a través de la abertura entre los rodillos
Fuerza del rodillo sobre el material Dado un coeficiente de fricción suficiente para realizar el laminado, la fuerza F requerida para mantener la separación entre los dos rodillos se puede calcular integrando la presión unitaria de laminado sobre el área de contacto rodillo-material de trabajo. Esto se puede expresar como sigue:
Donde F = fuerza de laminado (N) w = ancho del material de trabajo que se está laminando, (mm) p = presión de laminado, (MPa) L = longitud de contacto entre el rodillo y el material de trabajo, (mm) La integración requiere dos términos separados, uno a cada lado del punto neutro. Las variaciones, en la presión del rodillo a lo largo de la longitud de contacto son significativas. La presión alcanza un máximo en el punto neutro y se desvanece a cada lado de los puntos de entrada y salida. Al aumentar la fricción, la presión se incrementa al máximo relativo entre los valores de entrada y salida. Al disminuir la fricción el punto neutro se corre hacia la salida a fin
de mantener una fuerza neta que jale el material en la dirección del laminado. De otra forma, con una baja fricción, el material de trabajo podría deslizarse en lugar de pasar entre los rodillos. Se puede calcular una aproximación de los resultados obtenidos por la ecuación de fuerza de laminado, con base en el esfuerzo de fluencia promedio que experimenta el material durante el proceso de laminado. Esto es
Donde Yf = esfuerzo de fluencia promedio de la ecuación del esfuerzo de fluencia promedio, (MPa) wL = es el área de contacto rodillo-material de trabajo, (m2) La longitud de contacto se puede aproximar mediante:
El momento de torsión en laminado se puede estimar suponiendo que la fuerza ejercida por los rodillos se centra en el material de trabajo, conforme pasa entre ellos y actúa con un brazo de palanca de la mitad de la longitud de contacto L. Entonces, el momento de torsión para cada rodillo es:
La potencia requerida para mover cada rodillo es el producto del momento de torsión y la velocidad angular. La velocidad angular es πN / 30, donde N = velocidad de rotación del rodillo en (rev/min). Así, la potencia para cada rodillo es:
Al sustituir la ecuación de torsión en la expresión anterior para la potencia de un rodillo, y al duplicar el valor, ya que un molino de laminado posee dos rodillos, obtenemos la siguiente expresión:
Donde P = potencia (W) N = velocidad de rotación (rev/min) F = fuerza de laminado, (N) L = longitud de contacto, (m)
Fabricación de tubos con y sin costura
El perforado rotativo de tubos es un proceso de trabajo en caliente para la manufactura de tubos y tuberías largos sin costura de pared gruesa, se basa en el principio que cuando se somete una barra redonda a fuerzas radiales a la compresión, se desarrolla esfuerzo a la tensión en el centro de la misma. Cuando posteriormente esta barra se somete a esfuerzos cíclicos a la compresión, se empieza a formar una cavidad en el centro de la barra. Este fenómeno puede ser demostrado utilizando un tramo pedacito de una goma de borrar redonda, haciéndola rodar hacia delante y hacia atrás sobre una superficie dura.
La perforación rotativa de tubos se lleva a cabo utilizando un conjunto de rodillos giratorios. Los ejes de los rodillos están en ángulo, a fin de tirar de la barra redonda a través de los rodillos debido al componente axial del movimiento rotatorio. Un mandril o árbol interno ayuda en la operación, expandiendo la perforación y dimensionando el diámetro interno del tubo. El mandil puede mantenerse en su sitio mediante una varilla larga, o puede tratarse de un mandril flotante sin apoyo. Debido a la severa deformación que sufre la barra, el material debe tener una elevada ductilidad y debe estar libre de defectos. El diámetro y el espesor de tubos y tuberías se pueden reducir mediante la laminación de tubos que usa rodillos. Algunas de estas operaciones pueden hacerse con y sin mandril interno. En la laminación Pilger, el tubo y mandril interno tienen un movimiento recipocante; el tubo se adelanta y rota, iniciando otro ciclo de r educción del tubo.
Obtención de tubos por laminación continúa. Se forman doblando una tira plana de acero caliente en forma cilíndrica y soldando los bordes para cerrar el tubo. En los tubos más pequeños, los bordes de la tira suelen superponerse y se pasan entre un par de rodillos curvados según el diámetro externo del tubo. La presión de los rodillos es suficiente para soldar los bordes. Los tubos sin soldaduras se fabrican a partir de barras sólidas haciéndolas pasar entre un par de rodillos inclinados entre los que está situada una barra metálica con punta, llamada mandril, que perfora las barras y forma el interior del tubo mientras los rodillos forman el exterior.
Consideraciones que se han de tener en cuenta en el proceso de laminación Hay que tener en cuenta que si el ajuste hay que realizarlo después de cada pasada del material, el ajuste se realiza mediante motores, llamando a ese conjunto de elementos calibrador (conjunto que permite la adaptación de la distancia entre los cilindros en cada pasada). Los cilindros de laminación se componen de tres partes principales: • • •
Cuerpo o tabla Cuello Muñones o trefles
La robustez de los cilindros de laminación viene definida por la relación entre la longitud de la tabla y su diámetro: 2 ≤ L/D ≥ 3 Los cilindros suelen estar construidos en fundición de distintos tipos, aunque también pueden construirse en acero. Los cojinetes también se pueden hacer de distintos tipos y formas, siendo de bronce con elementos antifricción como aleantes o de resinas especiales. El accionamiento de los cilindros se realiza mediante motores eléctricos acoplados a una caja de reducción y una de piñones que acopla los cilindros entre sí y con la caja de reducción. Normalmente los motores son de corriente alterna, salvo en los grandes trenes de laminación, donde son de corriente continua.
Laminadores y distribución de los rodillos Se construyen varios tipos de molinos y equipos para laminación se utilizan varios arreglos de rodillos. Aunque el equipo para el laminado en caliente y en frio es esencialmente el mismo,
existen diferencias en el material de los rodillos, los parámetros del proceso, los lubricantes y los sistemas de enfriamiento. El diseño, construcción y operación de los molinos de laminación requieren de inversiones de consideración. Los molinos altamente automatizados producen placas y hojas de alta calidad y estrictas tolerancias en elevados volúmenes de producción y a un bajo costo por unidad de peso, particularmente cuando están integradas a la colada continua. El ancho de los productos laminados puede tener un rango de hasta 5m y un espesor de solo 0.0025mm. Las velocidades de laminación van hasta 25 m/s para el laminado en frio, o en incluso más en instalaciones muy a utorizadas y controladas por computadora. Los molinos de laminación con dos y tres rodillos se utilizan para la laminación en caliente en los pases iniciales o de desbaste primario, sobre los lingotes fundidos o en la colada continua, con diámetros de rodillos que van desde 0.6m a 1.4m. en el laminador de tres rodillos o laminador inversor, la dirección del movimiento del material se invierte después de cada pasada, la placa que se está laminando es elevada de forma repetida al espacio superior de laminación, laminada, y después bajada al espacio inferior de laminación mediante elevadores y diversos manipuladores. Los laminadores de cuatro rodillos y los laminadores de conjunto o en racimo se basan en el principio que los rodillos de diámetro reducido disminuyen las fuerzas de laminado y los requerimientos de potencia, reduciendo el ensanchado. En adición, cuando están desgastados o rotos, los rodillos pequeños pueden reemplazarse a un costo inferior que los grandes. Sin embargo, los rodillos pequeños se flexionan más bajo de las fuerzas de laminado y deben ser soportados por otros rodillos, como ocurre en laminadores de cuatro rodillos y de conjunto. Aunque el costo de una instalación de un tren Sendzimir puede alcanzar millones de dólares, es particularmente adecuado para la laminación en frio de hojas delgadas de metales de alta resistencia. Los anchos comúnmente laminados son de 0.66m, con un máximo de 1.5m.
Laminado Circular Un hilo metálico sometido a un esfuerzo de tracción sufre una deformación que consiste en el aumento de longitud y en una contracción de su sección. Supondremos que el aumento de longitud es el efecto dominante, sobre todo en hilos largos y de pequeña sección. Estudiaremos el comportamiento elástico de los hilos, aquél en el que existe una relación de proporcionalidad entre la fuerza Faplicada al hilo y el incremento DL de su longitud o bien, entre el esfuerzo F/S y la deformación unitaria DL/L0.
Si se sigue aumentando el esfuerzo la deformación unitaria aumenta rápidamente, pero al reducir el esfuerzo, el material no recobra su longitud inicial. La longitud que corresponde a un esfuerzo nulo es ahora mayor que la inicial L0, y se dice que el material ha adquirido una deformación permanente. El material se deforma hasta un máximo, denominado punto de ruptura. Entre el límite de la deformación elástica y el punto de ruptura tiene lugar la deformación plástica.
Laminado de Roscas El laminado de roscas es una deformación en frío. Y, además, como toda deformación, el material es sometido a un esfuerzo mayor del límite de elasticidad quedando permanentemente deformado. Con esto las fibras del material se deslizan en la dirección del perfil a laminar y no cortados como en el caso de los trabajos realizados por corte. Con el procedimiento de laminación el material se desliza necesariamente en dirección axial. Por esto usamos 2, 3 o más rodillos los cuales no están roscados por pasos de hélice sino con anillas circulares con el paso de rosca que se va a realizar. Estos rodillos montados en el cabezal tienen una inclinación respecto al eje de la pieza correspondiente al ángulo de la hélice de la rosca. Los cabezales de roscar se emplean indistintamente para la fabricación de roscas triangulares, roscas cónicas (1:16), roscas trapeciales (DIN-ACME), roscas redondas, roscas de diente sierra, roscas cilíndricas para madera y otros perfiles especiales También se pueden emplear para moleteado recto o cruzado. Asimismo es posible rebajar los extremos de los tubos a incluso lapear piezas torneadas. Los cabezales de roscar por laminación están construidos de tal forma que pueden ser montados en cualquier tipo de máquina herramienta.
Trenes de laminación Es un conjunto de laminadores para que el material vaya pasando sucesivamente de uno a otro hasta obtener el perfil deseado. Pueden ser: Abiertos o en línea Continuos o en tándem En cross country Existen varios tipos de trenes:
Desbastadores: los trenes desbastadores o BLOOMING-SLABBING parten del lingote que viene de la fundición. La capacidad del tren puede llegar hasta las 18000Tn. Se llama BLOOMING a los que se dedican a laminar tochos y suelen ser de sección cuadrada normalmente. Los SLABBING son los que laminan las petacas que también son de sección rectangular. Estos trenes pueden ser a su vez de distinto tipo. Puede ocurrir que haya trenes de uno y otro tipo o que haya trenes que sirvan para los dos. En estos trenes, el cilindro inferior es fijo y el superior se mueve (se desplaza unos 2m). Cada cilindro va con su propio sistema de accionamiento, es decir, directos y de corriente continua. Los trenes BLOOMING europeos están formados por canales relativamente profundos y una parte plana en el extremo de la tabla. Los americanos están formados por una parte central plana y tres o cuatro canales en los extremos. En los americanos, el trabajo va acompañado de un aporte de agua pulverizada. Palanquilla: es el tren que procesa un producto ya desbastado en los trenes BLOOMING, produciendo una reducción del producto de entre 4 y 1’25cm. También se denominan llantones y tienen un espesor de entre 1 y 1’25cm y una anchura entre 20 y 60cm. Normalmente son continuos. Antes las cajas eran horizontales, pero actualmente lo que se hace es ir introduciendo los tochos en cajas verticales desplazables.
Fermachine: su nombre corresponde con el producto, ya que fermachine es un redondo acerado de 5 a 8mm de diámetro. Se parte de los productos del tren de palanquilla, suelen ser continuos y clasificados en tres secciones:
Desbaste Proceso de obtención del fermachine Repaso o acabado Estructurales: son aquellos que tienen por objeto obtener perfiles pesados. Aquí utilizamos los productos de los trenes de desbaste. Tienen una composición compleja y variable. Comerciales: aquellos destinados a obtener perfiles de peso medio o pequeño. Para chapa: para laminar la chapa se pueden utilizar distintas soluciones:
Para chapa gruesa: las petacas se laminan en un tren formado por cajas dúos. Para banda en caliente: los llantones se laminan calentándolos previamente. Pasan por una serie de cajas en un tren continuo que los laminan y los acaban para, posteriormente ser cortadas esas bandas con cizalla. Pueden ser almacenadas superponiendo las bandas o en bobinas. Para banda en frío: se emplean para obtener bandas de pequeña sección, en torno a 1’5mm, teniendo en cuenta que aparece acritud que habrá que eliminar sometiendo las bandas a un recocido. Además, siempre tiene que haber un proceso de decapado. Planetarios: laminan en caliente, tienen un gran cilindro de apoyo y, después, muchos cilindros planetarios, para terminar en otros cilindros empujadores.
TEMA 2: El proceso de Trefilado
Descripción del proceso de trefilado En el trefilado, la sección transversal de una barra o alambre redondos se reducen o cambian jalándolos a través de un dado o matriz. Las variables principales en el trefilado se parecen a las de la extrusión por la reducción de área transversal, ángulo del dado, fricción a lo largo de la interfase dado-pieza y velocidad de trefilado. El ángulo del dado influye sobre la fuerza de estirado y la calidad del producto. Se puede demostrar que, para cierta reducción de diámetro y cierta condición de fricción, hay un ángulo óptimo de dado con el cual es mínima la fuerza de estirado sin embargo, esos cálculos no quieren decir que se deba hacer el proceso con este ángulo optimo, porque, como se verá más adelante, hay otras consideraciones que tienen que ver con la calidad del producto.
Características de los materiales para trefilado Alambrón: El proceso de producción del alambre es en extremo delicado, se fabrica a partir de un producto siderúrgico llamado alambrón, esta es la principal materia prima para la fabricación del alambre. El alambrón es una barra de acero producida por laminación en caliente de forma circular y con diámetros que varían entre 5.50 y 14.00mm.Llega a la planta para ser procesada en rollos de 1000 a 2000 Kg. y presenta diferente calidades de resistencia y composición Los rollos de alambrón son almacenados, para posteriormente ser sometidos a un proceso de limpieza el cual permite eliminar los óxidos e impurezas de la superficie, favoreciendo con esto la a dherencia de algunos revestimientos posteriores. Tras el proceso de fundición del acero: se obtiene la palanquilla, de sección cuadrada, después por laminación en caliente se obtienen los rollos de alambrón con cascarilla. Este sufre un tratamiento térmico de austempering o patentado durante el cual, la austenita se transforma en bainita. La estructura bainítica da al material una ductilidad suficiente para facilitar su deformación en frío durante el proceso de trefilado. Si se trata de alambres de acero con un bajo contenido en carbono, es suficiente un recocido, que recristaliza la ferrita dejando el material apto para trefilar. El alambre así tratado pasa a continuación por un proceso de desoxidación en medio ácido, en el cual se eliminan los óxidos y la cascarilla que lo recubren al salir del horno de patentado. Antes del trefilado conviene proteger la superficie del alambre con una capa de fosfatos, (bonderización) o bien cobre, cal u otro depósito que servirá de soporte del lubricante de trefilería.
Concepto de Alargamiento El trefilado es simplemente el alargamiento mecánico de la fibra en la dirección del eje. Durante este proceso las cadenas moleculares se orientan en la dirección del trefilado, de modo que se mejoran la resistencia a la tracción, el módulo de elasticidad y la tenacidad. Aunque la resistencia mecánica de una fibra trefilada aumenta en la dirección axial, también es verdad que esta resistencia disminuye en la dirección transversal o radial. Sin embargo, esta
diferencia de resistencia no es crítica, ya que las fibras normalmente están tensionadas a lo largo del eje. La sección transversal de las fibras trefiladas es casi circular y las propiedades son uniformes a través de la sección.
Operación de trefilado Desbobinado: El sistema de desbobinado a tensión constante para máquinas trefiladoras está caracterizado generalmente por la instalación de un motor eléctrico C en cada porta-carretes A, un sensor B de tensión del hilo, un circuito impreso con un micro-controlador y los componentes necesarios para controlar el motor siguiendo una consigna de tensión deseada en el hilo. También caracterizado por el sistema de transmisión de energía eléctrica hasta cada portacarretes A, garantizando constantemente la alimentación de todos ellos a lo largo de su trayectoria, a pesar de ir pasando éstos por distintos platos giratorios conductores G. Dicha alimentación se realiza mediante los contactos giratorios L, el tubo giratorio K, los platos giratorios conductores G, las placas conductoras H e I de éstos, y los contactos E de los acoplamientos D de los porta-carretes, con los muelles F para asegurar su contacto adecuado con las placas conductoras de los platos giratorios conductores G.
1 Sistema de Desbobinado
Decapado Químico: Este procedimiento químico previo a la trefilación que se utiliza para eliminar cascarilla de laminación, óxidos y otros materiales extraños al metal por medio de la acción de ácidos inorgánicos que los disuelven o transforman en otros productos eliminables por lavado posterior con agua. Es un método más bien de taller por exigir la utilización de tanques donde se realiza la inmersión de las piezas.
Previamente al decapado se llevará a cabo el desengrase y limpieza de materias extrañas al material. El ataque químico se realiza con soluciones de ácido clorhídrico, sulfúrico o fosfórico a los que se ha añadido un inhibidor para impedir el ataque al metal. El tiempo de ataque dependerá del espesor y penetración de la calamina u óxido. Finalmente, se procede al lavado con agua caliente. En ocasiones sigue una inmersión en solución de ácido fosfórico o dicromato sódico para realizar un pasivado. El decapado químico permite además una perfecta adherencia del lubricante de trefilación y evita el desgaste prematuro de las Hileras de Trefilación que tienen un alto costo. Lubricación: Para evitar el contacto directo de la Hilera (matriz cónica) con el acero en proceso de trefilación, se utiliza un lubricante en polvo de alta presión que durante su acción, se convierte en una pasta que sale adherida en forma de película, a la superficie del material procesado. El lubricante seco más utilizado en el proceso de trefilación es el granito en polvo. El grafito es negro y opaco y tiene un lustre metálico y una densidad de entre 2,09 y 2,2 g/cm3. Al ser muy blando (dureza entre 1 y 2) mancha cualquier cosa que toque y tiene tacto graso o escurridizo. Es el único material no metálico que conduce bien la electricidad; sin embargo, a diferencia de los otros conductores eléctricos, transmite mal el calor. Mecanizado en Frío: Método mecanizado por el cual el alambre se va reduciendo y moldeando hasta la forma deseada mediante rodillos y dados. La disminución de sección en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da un aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Alcanzado cierto límite, variable en función del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a pesar que la resistencia a tracción sigue aumentando, se pierden otras características como la flexión.
2 Proceso de Reducción de Diámetro.
Recocido: El recocido es el tratamiento térmico que, en general, tiene como finalidad una temperatura que permita obtener plenamente la fase estable a falta de un enfriamiento lo suficientemente lento como para que se desarrollen todas las reacciones completas. Se emplea para ablandar metales y ganar tenacidad, generalmente aceros. Se obtienen aceros más mecanizables y evita
la acritud del material. La temperatura de calentamiento está entre 600 y 700 °C. El enfriamiento es lento.
3 Etapa de Recocido
Calibración: Estrechas tolerancias (h9 en Normas DIN) tanto en la redondez de la sección como en el diámetro de la barra, son características del material trefilado. Las cualidades anteriores junto a muchas otras nombradas, permiten fabricar a partir de éste, piezas y partes de maquinarias. Con poca modificación, una barra trefilada pueden pasar a constituir un eje, montársele un rodamiento, ser materia prima para fabricación de piezas en serie torneadas en un torno automático o constituir materia prima para tornos C.N.C., etc. Encarretado: Instalación colocada al final de la máquina que encarreta el alambre trefilado perfectamente conformado.
Tipos de trefiladoras Existen diversos tipos de máquinas de trefilar, como son, por ejemplo, las máquinas de trefilar simples y las múltiples. El alambre o redondo trefilado se entrega en rollos. Trefilado de alambres simplificado
4 trefiladora simple
a) Material a estirar b) Porta hileras con su hilera c) Tambor de arrastre o d estirado (accionado por un motor con intermedio de un engranaje) Trefiladora múltiple
5 trefiladora múltiple
Después de perfilar su punta, el alambre se introduce en la hilera y se agarra al otro lado de esta, con la mordaza. La mordaza está unida por una cadena al tambor de arrastre o estirado. Haciendo girar este tambor se hace pasar el alambre por la hilera. Después de algunas vueltas, la mordaza suelta el alambre y este se va enrollando en el tambor, en espiras ascendentes, al continuar la operación de estirado. Una vez terminada la operación, se retira del tambor el rollo de alambre estirado. Cuanto más fino ha de ser el alambre, se necesita un mayor número de pasadas a través de hileras de un diámetro cada vez menor. Cuando la conformación en frio llega al límite de endurecimiento, es necesario proceder a un recocido intermedio. Después del último recocido, se puede conseguir por estirado, según la reducción de sección, la dureza deseada para el alambre. Las trefiladoras múltiples permiten realizar un trabajo continuo.
El Recocido en el proceso de trefilado El recocido por cortocircuito es el tratamiento térmico mediante corriente eléctrica que tiene como fin principal ablandar el metal usando el Efecto Joule para regenerar la estructura molecular de metales sobrecalentados que al enfriarse han acumulado tensiones internas y que es imprescindible eliminarlas para en el caso del cobre obtener un cobre de alta conductividad eléctrica y para lograrlo se debe necesariamente recocer o renenir el metal.
Bibliografía:
Mikell P. Groover. Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas. primera edición. 1997. ISBN 968-880-846-6. Serope Kalpakjian; Steven R. Schmid; Gabriel tr Sánchez García. Manufactura, ingeniería y tecnología. Cuarta edición. 2002. ISBN 970-26-0137-1. Leyensetter,G. Würtemberger; Carlos Sáenz. Tecnología de los oficios metalúrgicos. Primera edición. 2006. ISBN 84-291-6066-3. William D. Callister. Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales. Volumen 2. 2007. ISBN 978-84-291-7254-8. Heinrich Gerling. Moldeo y conformación: libro de consulta acerca de los procedimientos de fabricación. Primera edición. 1979. ISBN 84-291-6051-5
Infografía:
http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/PDF/cap-32.pdf http://www.mecanica.com.es/Laminacion.htm http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/solido/din_rotacion/alargamiento/alargamiento.htm http://iegalan.es/espanol/Paginas/accesorios/introduccion.htm http://es.scribd.com/doc/52294508/Trefilado http://es.scribd.com/doc/52214006/PROCESO-DE-TREFILADO
