Título:
Práctica de Deformación en Caliente de Cilindros
UEA:
Taller de Ingeniería en los Materiales I
Alumno: Sánchez García Rodolfo Hazael
Profesor: Dr. Lucio Vázquez Briseño
Fecha: México D! "# de $unio "#%&
'ni(ersidad )u*+no,a )u*+no,a Me*ro-oli*ana 'nidad )zca-o*zalco Maes*ría en /iencias e 0n1eniería de los Ma*eriales
Sánchez2García! Rodolfo 3"#%&4
I I!T"#DUCCI$! La for5a! al i1ual que la la,inaci+n 6 la ex*rusi+n! es un -roceso de confor,ado -or defor,aci+n -lás*ica que -uede realizarse en calien*e o en frío 6 en el que la defor,aci+n del ,a*erial se -roduce -or la a-licaci+n de fuerzas de co,-resi+n. 7s*e -roceso de fa8ricaci+n se u*iliza -ara dar una for,a 6 unas -ro-iedades de*er,inadas a los ,e*ales 6 aleaciones a los que se a-lica ,edian*e 1randes -resiones. La defor,aci+n se -uede realizar de dos for,as diferen*es9 -or -resi+n! de for,a con*inua u*ilizando -rensas! o -or i,-ac*o! de ,odo in*er,i*en*e u*ilizando ,ar*illos. Ha6 que des*acar que es un -roceso de confor,ado de ,e*ales en el que no se -roduce arranque de (iru*a! con lo que se -roduce un i,-or*an*e ahorro de ,a*erial res-ec*o a o*ros -rocesos! co,o -or e5e,-lo el ,ecanizado. Los -rinci-ales *i-os de for5a que exis*en son9 •
or5a li8re
•
or5a con es*a,-a
•
Recalcado
•
or5ado iso*ér,ico
es-ecí,enes de acero de un diá,e*ro 6 al*ura de % > ?. i5ar las -osiciones del in*erru-*or inferior de la -rensa -ara el efec*uar la co,-resi+n deseada. Defor,ar ;#= la al*ura de un cilindro. @.2 /o,-ri,ir uno de los dos es-ecí,enes a una *e,-era*ura de %#;#A/ usando (idrio de (en*ana co,o lu8rican*e. &.2 /o,-ri,ir un se1undo es-éci,en a la ,is,a *e,-era*ura de %#;#A/ sin lu8rican*e. ;.2 /o,-ri,ir el *ercer es-éci,en a la ,is,a *e,-era*ura de %#;#A/ u*ilizando un lu8rican*e de -lo,o. .2 /or*ar los es-ecí,enes lon1i*udinal,en*e -or la ,i*ad con un disco de /S0. C.2 Macroa*acar una ,i*ad de cada es-éci,en con una soluci+n acuosa de ácido clorhídrico %9%! calien*e a una *e,-era*ura en*re #A/ 6 %##A/ duran*e a &; ,in. E8ser(e el -ro1reso del a*aque -ara lo1rar que re(ele -erfec*a,en*e las líneas de Fu5o. .2 Des-ués del a*aque eli,ine los residuos del a*aque con una 8rocha! la(e con a1ua! en5ua1ue con alcohol 6 seque con la secadora de -elo. .2 La ,i*ad res*an*e de cada es-éci,en será u*ilizada -ara hacer ,e*alo1rafías.
#%&eti'o de la (ráctica /onocer el ,ane5o del equi-o de for5a! co,-arar la e:ciencia de lu8rican*es en la dis*orsi+n de la defor,aci+n de cilindros de acero %#&; 6 (eri:car el efec*o que *iene la 1eo,e*ría de los es-ecí,enes en la unifor,idad de la defor,aci+n.
II DE)A""#**# DE *A P"+CTICA %.2 )-render a usar la -rensa hidra
Reducir
;#=
la
al*ura
de
*res
III " EP#"TE %. ara el -roceso de for5a se ocu-+ una -rensa hidra
Se realizaron los a5us*es de los sensores -ara ,o(er la al*ura de la -rensa 6 realizar una -rue8a de co,-resi+n de los cilindros a un ;#= de defor,aci+n.
acul*ades de 0n1eniería 6 /iencias Básicas I@
Sánchez2García! Rodolfo 3"#%&4
A&uste de la altura de los sensores del e,ui(o de com(resión
A&uste la altura de la má,uina- considerando la altura de las (lacas de (rotección- (ara la (rue%a de com(resión a un ./0 de deformación de los %arriles
De8ido a que los 8arriles no -ueden ir direc*a,en*e so8re la 8ase de la ,áquina se *u(o que hacer un a5us*e considerando las -lacas de acero so8re las que se ,on*arían las -ro8e*as. 7n el -ri,er ensa6o consis*i+ en co,-ri,ir un es-éci,en sin lu8rican*e! -ara (er su defor,aci+n. Se sac+ el 8arril del horno! se coloc+ so8re -laca 8ase 6 enci,a se le coloco o*ra -laca de acero! sin de5ar que se enfriara se realiz+ el ensa6o. ara el si1uien*e es-éci,en! se realiz+ el ,is,o -rocedi,ien*o! sin e,8ar1o! se coloco una Jca,a? de (idrio de (en*ana en la -laca 8ase 6 una ca-a de (idrio so8re la -ro8e*a an*es de colocar la se1unda -laca enci,a del es-éci,en. )l *ercer es-éci,en se ensa6o de la ,is,a for,a que el se1undo! -ero el lu8rican*e que se u*iliz+ en es*e caso fue -lo,o. Se colocaron dos ca-az! una so8re la -laca 8ase 6 o*ra so8re el es-éci,en an*es de co,-ri,irlo.
1arril o%tenido de la (rue%a de com(resión sin lu%ricante
Prue%a de com(resión del es(2cimen de acero a(licando un lu%ricante de 'idrio de 'entana
acul*ades de 0n1eniería 6 /iencias Básicas I;
Sánchez2García! Rodolfo 3"#%&4
Prue%a de com(resión a un es(2cimen de acero- a(licando un lu%ricante de (lomo
Des-ués de defor,ar los 8arriles! se cor*aron 6 se les realizaron ,e*alo1rafías 6 ,acroa*aques. ara las ,e*alo1rafías se *o,aron fo*os de dos zonas -ara cada -ro8e*a! una en el cen*ro 6 la o*ra en la orilla de -ara (er el ca,8io en el *a,año de 1rano.
ara la -ro8e*a sin lu8rican*e! la ,e*alo1rafía que se o8*u(o fue la si1uien*e. 7n el cen*ro ha6 un 1rano ,ás -equeño que en la orilla. 7n la orilla el 1rano es ,ás 1rueso.
3a4 3%4 Metalografías del es(2cimen ensa5ado sin lu%ricante 3a4 microsco(ia de la 6ona del centro del es(2cimen 3%4 microsco(ia de la 6ona del %orde del es(2cimen
acul*ades de 0n1eniería 6 /iencias Básicas IC
Sánchez2García! Rodolfo 3"#%&4
ara el es-éci,en "! que fue li8ricado con (idrio de (en*ana duran*e la co,-resi+n se o8*u(ieron las si1uien*es ,icro1rafías.
3a4 3%4 Metalografías del es(2cimen lu%ricado con 'idrio de 'entana 3a4 microsco(ia de la 6ona del centro del es(2cimen 3%4 microsco(ia de la 6ona del %orde del es(2cimen
or
con -lo,o.
3a4 3%4 Metalografías del es(2cimen lu%ricado con (lomo 3a4 microsco(ia de la 6ona del centro del es(2cimen 3%4 microsco(ia de la 6ona del %orde del es(2cimen
) las ,ues*ras que se realiz+ el ,acroa*aque se les *o,aron fo*os -ara
co,-arar las líneas de Fu5o.
Fotografía de los es(ecímenes De arri%a a%a&o 3a4 Pro%eta lu%ricada con (lomo 3%4 Pro%eta lu%ricado con 'idrio 3c4 Pro%eta sin lu%ricar
I7 A !+*I)I) 8 " E)U*TAD#) Después del macroataque se observó que las líneas de flujo cambian con respecto al lubricante ocupado. Mientras que las líneas del espécimen lubricado con plomo tienen un comportamiento similar sobre toda el área, las líneas de la probeta lubricada con vidrio y sin lubricar muestran líneas menos ordenadas.
También se observó que hay un abarrilamiento más pronunciado sobre la probeta sin lubricante, mientras que las probetas lubricadas se deformaron sin sufrir un abarrilamiento tan marcado. n las metalo!rafías también se observó un comportamiento en la estructura de cada espécimen.
acul*ades de 0n1eniería 6 /iencias Básicas I
Sánchez2García! Rodolfo 3"#%&4
"a probeta sin lubricar presenta una deformación en la estructura con respecto a la #ona, mientras que la #ona del centro presentó !ranos más compactos, el borde mostró !ranos más !randes. $ara la probeta con lubricante, el tama%o de !rano del centro con respecto al borde fue un poco más compacto. $ara el <imo espécimen, que fue lubricado con plomo, la probeta tiene una estructura mejor definida y más uniforme desde el centro al borde.
7 C#!C*U)I#!E) Después de la observación de los resultados, en base a las metalo!rafías y a las líneas de flujo de los especímenes se puede concluir que' (.) n ausencia de lubricante, se produce un abarrilamiento de la probeta, y tanto las líneas de flujo como la estructura de la probeta hay una variación del centro al borde. *.) l vidrio como lubricante, es efectivo, pero no es el lubricante ideal. +yudó a reali#ar una deformación más uniforme, como se observa en las líneas de flujo. in embar!o, en las metalo!rafías se todavía se presenta un cambio en la estructura del centro al borde. -.) l plomo fue mucho mejor lubricante, al develar líneas de flujo más parejas y una estructura más uniforme del centro al borde. l efecto de abarrilamiento no se observó durante el ensayo. l lubricante más efectivo fue el plomo, se!uido del vidrio. sto se debe a que los lubricantes ayudan a distribuir la fuer#a de compresión del equipo de forma uniforme, ayudando a disminuir los esfuer#os.