EXTRUSIÓN DE METALES 1. Extrusión en condiciones ideales. Ao ln A f
Y Presion sobre la matriz p r Fuerza ejercida por el pistón P
Y
ln rx
A0
Potencia = W = Fuerza de extrusión x velocidad del pistón
2. Extrusión considerando la fricción. ln A o / A f
pr C
Y
d
C
Y
ln
0
Ao A f
C
Y
ln r x
C 1, 40 a 1,60
3. Extrusión usando la ecuación de Johnson a b ln r x a b x Done
x
es la deformación de extrusión, a y b son constantes empíricas para el ángulo
de la matriz. Los valores típicos de estas constantes son a = 0,80 y b = (1,20 a 1,5). Los valores de a y b tienden a aumentar cuando se incrementa el ángulo de la matriz. m atriz.
Extrusión indirecta secciones circulares L f p r y x Y a b ln r x ln 2 L0
D0
A0
Df
A f
ln
ln
y
Extrusión directa secciones circulares p p r pr
Y
x
2
L l Y
D0
=
Y
x
2
L l D0
=
Y
L l a b ln r x 2 D 0
Las ecuaciones previas para la presión del pistón, se aplican a los orificios circulares del dado. La forma del orificio del dado afecta la presión requerida del pistón en una operación de extrusión. Una sección transversal compleja, Fig. 9-138, requiere más presión y fuerza que una sección circular. El efecto de la forma del orificio del dado puede valorarse por el factor de forma, definido como la relación entre la presión requerida para extruir una sección transversal de la forma dada y la presión de extrusión para una sección redonda de la misma área. Podemos expresar el factor de forma como sigue:
0, 98 K x Según lo anterior se tiene que:
0, 022
C x C c
2,25
Extrusión indirecta:
pr
y
x
a
Y
b ln r x K X
L f
D0
A0
L0
Df
A f
ln 2
ln
ln
y
Extrusión directa:
p
p
pr K
pr
Y
a
X
b ln r x
K x
Y
2
L D0
2
X
L Y
l
K
D0
X
=Y
2 x
L D0
l
KX
l
K
X
4. Extrusión usando algunas condiciones reales: El flujo de metal durante la extrusión en las condiciones reales es demasiado complicado para que sea posible una solución analítica exacta respecto a las fuerzas implicadas. Para la extrusión a través de una matriz plana se puede encontrar una expresión para el efecto de fricción entre la palanquilla y el cuerpo de extrusión, sobre base de la forja abierta de un cilindro circular, la cual se dará más adelante. Por tanto :
rx
: Relación de extrusión, : Factor de forma que toma en cuenta el trabajo
superfluo y es aproximadamente igual a 1,50, L: Longitud de la palanquilla sin extrusar, y f : Coeficiente de fricción entre la palanquilla y el contenedor de diámetro Do.
4 f L l
p
Y
ln r x
1 e
Do
1
5. Extrusión analizando el material en la sección transversal circular, tanto en el contenedor como en la matriz cónica:
Tensiones que actúan en la matriz:
D 1 B f 1 B Df Y
0
2B
A 1 B 1 B Af
0
B
1 B D Y 1 Df B
0
f
2B
Tensiones que actúan en el contenedor: 4 f (L l) xr
=
Y
xf
Y
e
4 f (L l)
D0
D0
pfe
pr
4 f ( L - l )
p f 1
pr
D0
La ecuación anterior, también se puede combinar con la ecuación de Johnson, para dar: 4 fL) 4 fL) p r p f 1 Y a b ln r x 1 D D 0
0
También usando la ecuación de Johnson, se puede obtener la ecuación de la presión para extruir tubo, es decir:
p r p f 1
4
fL)
D d 0
Y
a b ln r x 1 4 fL D d 0
6. Determinación del Incremento de temperatura. Y
T
a
b ln r x
1
C
2 fL D0
d
T0
C p (T
ln r x
p Y
Material
Temperatura. ºC
Plomo
200-250
Aluminio y sus aleaciones
375-475
Cobre y sus aleaciones
650-975
Latón 68/32
700-750
Magnesio
280-320
Aceros
875-1300
Níquel
1110-1160
Aleaciones refractarias
975-2200
1
T ) 0
2 fL D0
b d
a b
