Unidad II Metalurgia adaptivaMetalurgia adaptiva • Orientada al procesamiento de los metales para su uso por la sociedad • Está asociada a los procesos metal-mecánicos de transformación a) Conformado de metales b) Soldadura c) Tratamientos térmicos d) Fundición e) Metalurgia de polvos f) Control de calidad 2 A) CONFORMADO DE METALES Los metales son deformados plásticamente 3 4 Forja . mediante: .Procesos de deformación volumétrica Las formas iniciales son barras rectangulares y cilíndricas y se producen deformaciones y cambios drásticos.Extrusión -Trefilación 5 .Laminación . Laminación Proceso en el que se reduce el espesor de una pieza larga a través de fuerzas de compresión ejercidas por unos rodillos. que giran apretando la pieza entre ellos Ej: Papel de aluminio utilizado para envolturas de alimentos 6 . 7 . para que tome la forma deseada 8 .Forja Es el proceso más antiguo de conformado de metales. Se comprime el material entre dos dados. 9 . Extrusión • Es un proceso por compresión en el cual el meta de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal • Los tipos de extrusión (directa e indirecta) dependen de la geometría del material a procesar Ej: Secciones huecas como tubos 10 . que será comprimido con un pistón.Extrusión directa: Se deposita en un recipiente un lingote en bruto (tocho). El material se forzará a fluir por el otro extremo. adoptando la forma que tenga la geometría del dado Extrusión indirecta: consiste en un dado que está montado sobre el émbolo 11 . haciéndolo pasar a través de un orificio cónico llamado dado • No genera pérdida de material. se realiza con los metales en frío 12 . mediante una fuerza de tiro.Trefilación • Consiste en la reducción de sección de un alambre o varilla. Embutido 13 . realizadas a temperatura ambiente con sistemas de punzones y dados .Doblado .Procesos de conformado de láminas Son operaciones realizadas en láminas. tiras o rollos. El doblado no produce cambios significativos en el espesor de la lámina metálica 14 .Doblado Deformación de láminas alrededor de un determinado ángulo. Embutido Consiste en colocar la lámina de metal sobre un dado y luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que tiene la forma en la cual quedará la lámina 15 . C) TRATAMIENTOS TÉRMICOS Conjunto de calentamientos y enfriamientos controlados a que puede ser sometida una aleación sólida a fin de modificar su estructura cristalina y en consecuencia sus propiedades. 16 . 17 . • Los procesos térmicos son aplicados a todos los metales (ferrosos y no ferrosos) • Los procesos termoquímicos son aplicables en general sólo a los metales ferrosos 18 . Etapas de un TT (ciclo térmico) 1. 3. Calentamiento Mantenimiento (1 a 2 minutos por cada cm de espesor) Enfriamiento 19 . 2. RECOCIDO • Alivia tensiones • Regenera la estructura • Ablanda el acero NORMALIZADO • Elimina tensiones • Borra tratamientos térmicos anteriores • Regenera la estructura 20 . TEMPLE • El objetivo del temple es endurecer el acero REVENIDO • Evitar agrietamientos • Alivio de tensiones 21 . CEMENTACIÓN • Método de endurecimiento superficial más antiguo • Se incrementa el contenido de carbono en la zona superficial del acero mediante difusión de “carbono elemental” en el acero. 22 . donde adquieren la forma al solidificar • Los procesos de fundición pueden producir formas complejas y de gran tamaño 23 .D) FUNDICIÓN • La fundición es un método para dar forma a los metales y convertirlos en productos útiles mediante el vaciado de metal fundido a un molde. Para lograr la producción de una pieza fundida es necesario hacer las siguientes actividades: – – – – – – – – Diseño de los modelos de la pieza y sus partes internas Fabricación de los modelos y los moldes Colado de metal fundido Enfriamiento de los moldes Extracción de las piezas fundidas Limpieza de las piezas fundidas Terminado de las piezas fundidas Recuperación de los materiales de los moldes 24 . 25 . Fundamentos de la fundición de metales • El proceso consiste en el vaciado del metal fundido en un molde.Solidificación .Flujo del metal fundido en la cavidad . el cual tiene la forma de la pieza a manufacturarse y la posterior extracción una vez que solidifica • Los factores involucrados son: .Enfriamiento del metal en el molde .Tipo de material del molde 26 . 27 . Puede ser des de 1 Kg hasta varias Toneladas.Procesos de fundición El producto de la fundición es una pieza colada. • Los recipientes con la forma deseada se conocen como moldes.Moldes permanentes 28 .Moldes temporales . • Los moldes pueden servir una vez o varias . 29 . • Deberá ser sobredimensionada ya que se debe tener en cuenta la contracción de la misma una vez se haya enfriado a temperatura ambiente.Moldes • El molde es una copia de la pieza a fundir. • Se debe dar una sobremedida en los casos en el que se dé un proceso adicional de maquinado o acabado por arranque de viruta. Fundición en arena • Se crea un modelo con la forma de la pieza deseada en arena. incorporando un sistema de alimentación. • Dejar que el material se enfríe hasta la solidificación • Romper el molde de arena y retirar la fundición • Se utiliza para metales con altos puntos de fusión como el acero 30 . 31 . Bebedero: conducto que recibe el metal y lo lleva hacia el interior del molde Mazarota: cavidad que se llena del metal fundido y suministra el metal adicional para contrarrestar el proceso de contracción Corazones: insertos hechos en arena que permiten generar cavidades huecas dentro de la pieza Respiraderos: permiten el flujo hacia el exterior del aire y gases que se acumulan en el proceso 32 . Fundición en molde de yeso • Emplea sulfato de calcio con la adición de talco • Las piezas obtenidas tienen detalles finos con buen acabado superficial • Se conoce como fundición de precisión • Se utiliza para aluminio y aleaciones de cobre 33 . de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión • Sus ventajas son que tienen gran precisión • Los moldes se fabrican de hierro colado.Fundición en molde metálico o permanente • Es utilizado para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño. bronce • Son calentados antes del vaciado del metal fundido para facilitar el flujo y reducir el gradiente térmico 34 . acero. cuenta con guías que permiten ensamblar las 2 cajas de moldeo 35 .Elementos utilizados en la práctica de moldes de arena 1) Caja de moldeo Permiten confinar la arena. 36 . 37 . 38 . E) METALURGIA DE POLVOS La pulvimetalurgia o metalurgia de los polvos consiste en: •Obtención de piezas por medio del prensado de polvo metálico muy fino en moldes adecuados •Proceso adecuado para fabricación de grandes series de piezas pequeñas de gran precisión y para controlar el grado de porosidad 39 . En muchos casos son metálicos. pigmentos en pinturas. piezas para odontología.Obtención de los polvos • Es un sólido finamente dividido. etc). electrodos de soldadura 40 . vidrios. pero en general se combinan con otras fases (cerámicos. piezas de automóviles. Piezas por pulvimetalurgia Engranajes. polímeros. menor que 1 mm. • Proceso 41 . Proceso de obtención de la pieza sinterizada 1) Obtención de los polvos metálicos 2) Compresión en frío de los polvos dentro de moldes especiales (matrices) Sinterizado de las piezas obtenidas Acabado de la pieza 3) 4) 42 . 43 . 44 . 45 . 46 . Ventajas del proceso de pulvimetalurgia • Elimina o minimiza el mecanizado • Elimina o minimiza el desperdicio del material • Permite una amplia variedad de materiales aleados 47 .