Recocido, Trabajo en Caliente y Frío Materia: Tecnología de los Materiales

1. RECOCIDO, TRABAJO EN FRÍO Y TRABAJO EN
CALIENTE
República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior.
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Autores:
Jorgelis Escalante. C.I:27.398.216
Felix Pacheco. C.I: 27.048.954
Profesor:
Ing. Jaime Zerpa

2. RECOCIDO. DEFINICIÓN
Es un tratamiento térmico cuya finalidad
es el ablandamiento, la recuperación de
la estructura o la eliminación de tensiones
internas generalmente en metales.
Consiste en calentar el material hasta la
temperatura de austenización (entre
800ºC y 950ºC) seguido de un enfriamiento
lento.
Otra definición, es un tratamiento térmico
para eliminar algunos o todos los efectos
del trabajo en frio, se puede utilizar el
recocido a baja temperaturas para
eliminar los esfuerzos durante el trabajo
en frio sin afectar las propiedades
mecánicas de la parte terminada.

3. TIPOS DE RECOCIDOS
Recocido de eliminación de
tensiones
Por medio de la deformación
en frío se presentan tensiones
en el material. Dichas
tensiones pueden provocar
deformaciones en las piezas,
pero pueden eliminarse
mediante un recocido
calentando el metal entre
550 y 650 °C y manteniendo
la temperatura durante 30-
120 minutos. Después se
enfría de forma lenta.
Recocido de ablandamiento
Los materiales templados o ricos en
carbono (sobre 0,9%) son difíciles de
trabajar mediante arranque de
viruta (torneado, fresado, etc.) o
mediante deformación en frío. Para
ablandar el material puede hacerse
un recocido. Se calienta la pieza
entre 650 y 750 °C, tras lo cual se
mantiene la temperatura durante 3-
4 horas antes de disminuir
lentamente su temperatura. Es
habitual mantener una subida y
bajada alternativa de la
temperatura en torno a los 723 °C.
Recocido normal
Mediante el recocido normal se
afina el grano de la estructura y
se compensan las irregularidades
de las piezas producidas por
deformaciones, ya sea en
caliente o en frío, tales como
doblado, fundición, soldadura,
etc. El procedimiento consiste
en calentar a temperaturas
entre 750 y 980 °C, conforme al
contenido de carbono del
material, tras lo que se
mantiene la temperatura para
después dejar enfriar
lentamente al aire.4

4. 1. Recocido completo o recocido total
2. Recocido de difusión o de homogeneización
3. Recocido de ablandamiento (esferoidización)
4. Recocido isotérmico
Los procedimientos de recocido se clasifican en:
Recocido Completo o Recocido Total
La finalidad del recocido en los aceros es la de
reducir su dureza, mejorar la maquinabilidad,
facilitar el trabajo en frío, producir una
microestructura deseada, o para obtener
propiedades mecánicas o físicas deseadas.
Cuando se aplica a aleaciones ferrosas, el
término recocido implica un recocido total o
completo del material. Se define como el
recocido de una aleación ferrosa,
austenitizada y luego enfriada lentamente
dentro del horno (cerrado y apagado) a través
del rango total de transformación.
En general, el recocido puede dividirse en tres
etapas:
1) Recuperación. En esta primera etapa el material
recupera sus propiedades físicas, como son: conductividad
térmica, conductividad eléctrica, resistividad, etc. Las
propiedades mecánicas no cambian.
2) Recristalización. En esta segunda etapa, los
materiales trabajados en frío sufren una recristalización,
en la que aparece un nuevo juego de granos libres de
deformación. Desaparece la dureza y la resistencia
adquirida por el trabajo en frío y se recupera la
ductilidad.
3) Crecimiento de grano. - En esta tercera etapa los
granos grandes crecen a expensas de los granos pequeños,
teniendo como objetivo lograr un tamaño de grano
homogéneo y no que en realidad se desee que crezca el
grano.

5. Recocido de Difusión o de Homogeneización.
Como su nombre lo indica, se utiliza el
fenómeno de la difusión para obtener un
material homogéneo (segunda denominación).
El objetivo de este tipo de recocido es el de
reducir la heterogeneidad química provocada
por la solidificación. Esta heterogeneidad es la
consecuencia de la segregación cristalina y en
bloque. Debido a que la velocidad de difusión
es una función exponencial de la temperatura,
se hará el recocido de difusión a la
temperatura más alta posible. La influencia de
este tratamiento sobre las diferentes
segregaciones depende principalmente de:
- Las diferencias en concentración
- Las distancias de difusión
- La velocidad de difusión de los diferentes
elementos
Recocido de ablandamiento (Esferoidización).
El propósito de este tratamiento térmico es el de obtener
una estructura de acero que corresponda a la dureza
mínima. Esa estructura es la de carburos globulares en una
matriz ferrifica en aceros hipereutectoides.
La dureza mínima corresponde a la óptima deformabilidad
en procesos de conformado no cortante como el doblado, el
laminado en frío, embutido, etc. Para conformado cortante
como aserrar, tornear, taladrar, fresar y cepillar, también es
válido lo anterior para aceros con más de 0.5% de carbono.
En el caso de aceros suaves con contenido de carbono entre
0.1 % a 0.25 % de carbono, el estado suavizado es
desfavorable para el conformado cortante, ya que las virutas
pegan y provocan una superficie rugosa. Para éstos aceros,
la estructura normalizada corresponde a la mejor
maquinabilidad.

6. TRABAJO EN CALIENTE
El trabajo en caliente se define como la deformación plástica del metal a una temperatura
superior a la temperatura de recristalización. Durante el trabajo en caliente, el metal se
está cristalizando continuamente.
Durante la deformación en trabajo en caliente no hay endurecimiento; en consecuencia, la
deformación plástica es ilimitada. Una placa muy gruesa puede ser reducida a una hoja
delgada en una serie continua de operaciones.
Los primeros pasos en el proceso se realizan a temperaturas muy por encima de la
temperatura de recristalización, para aprovechar la menor resistencia del metal. El último
paso se efectúa justo por encima de la temperatura de recristalización, con una
deformación porcentual grande, a fin de producir el tamaño de grano más fino posible.

7. El trabajo en caliente es adecuado para el conformado de piezas grandes, ya que a
temperaturas elevadas el metal tiene un límite elástico bajo y alta ductilidad. Además a las
temperaturas del trabajo en caliente los metales hexagonales compactos como el magnesio
tienen un mayor número de sistemas de deslizamientos activos; su más alta ductilidad permite
una mayor deformación que en laminados de trabajo en frío.
Los procesos industriales comunes para llevar a cabo trabajo en caliente y trabajo en frío se
agrupan en seis categorías:
 Embutición
 Laminación.
 Forja.
 Estirado.
 Extrusión.
 Estirado de alambre (Trefilado)

8. Embutición: es un proceso tecnológico de
conformado plástico que consiste en la
obtención de piezas huecas con forma de
recipiente a partir de chapas metálicas. Este
proceso permite obtener piezas de formas muy
diversas y es una técnica de gran aplicación en
todos los campos de la industria.
Laminación: Se conoce como laminación o
laminado (a veces también se denomina rolado)
al proceso industrial por medio del cual se
reduce el espesor de una lámina de metal o de
materiales semejantes con la aplicación de
presión mediante el uso de distintos procesos,
como la laminación de anillos o el laminado de
perfiles. Por tanto, este proceso se aplica sobre
materiales con un buen nivel de maleabilidad.
La máquina que realiza este proceso se le
conoce como laminador.
Forja: es un proceso conformado por deformación
plástica que puede realizarse en caliente o en frío
y en el que la deformación del material se
produce por la aplicación de fuerzas de
compresión.
Este proceso de fabricación se utiliza para dar una
forma y unas propiedades determinadas a los
metales y aleaciones a los que se aplica mediante
grandes presiones. La deformación se puede
realizar de dos formas diferentes: por presión, de
forma continua utilizando prensas, o por impacto,
de modo intermitente utilizando martillos pilones.
Estirado: Se denomina Estirado al proceso de
Conformado por Deformación Plástica en el que se
estira una barra o varilla de metal con el objetivo
de reducir su sección. Para reducir la sección de la
pieza, se utiliza una matriz de un material
metálico muy duro insertado en un bloque de
acero. La reducción de la sección del material
dependerá del ángulo de abertura de la matriz.

9. Extrusión: es un proceso utilizado para crear
objetos con sección transversal definida y fija. El
material se empuja o se extrae a través de un
troquel de una sección transversal deseada. La
ventaja principal de este proceso es la habilidad
para crear secciones transversales muy complejas
con materiales que son quebradizos, porque el
material solamente encuentra fuerzas de
compresión y de cizallamiento.
Estirado de alambre o trefilado: Se entiende por
trefilar a la operación de conformación en frío
consistente en la reducción de sección de un alambre
o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico
practicado en una herramienta llamada hilera o dado.
Los materiales más empleados para su conformación
mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio
y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier
metal o aleación dúctil.

10. TRABAJO EN FRIO
El conformado en frío es empleado a nivel mundial para fabricar los productos más diversos. Clavos,
tornillos, bulones, tubos de cobre, botellas de aluminio, cord metálico para neumáticos etc. También la
mayoría de los objetos metálicos de uso doméstico se producen mediante este método: mangos, bisagras,
elementos de unión, listones y utensilios de cocina.
El trabajo en frio se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un
esfuerzo mayor que la resistencia de cedencia original del metal, produciendo a la vez una deformación.
El concepto del conformado en frío comprende todos los métodos de fabricación que permiten deformar
plásticamente (a temperatura ambiente y ejerciendo una presión elevada) metales o aleaciones de metales
tales como cobre, aluminio o latón, pero sin modificar el volumen, el peso o las propiedades esenciales del
material.
Durante el conformado en frío la materia prima recibe su nueva forma mediante un proceso que consta de
diferentes etapas de deformación. De tal manera se evita que se exceda la capacidad de deformación del
material y por lo tanto su rotura.

11. Las principales ventajas del trabajo
en frío son:
• mejor precisión
• menores tolerancias
• mejores acabados superficiales
• posibilidades de obtener
propiedades de dirección deseadas
en el producto final
• mayor dureza de las partes.
Las desventajas son:
El trabajo en frío tiene algunas desventajas ya
que requiere mayores fuerzas porque los
metales aumentan su resistencia debido al
endurecimiento por deformación, produciendo
que el esfuerzo requerido para continuar la
deformación se incremente y contrarreste el
incremento de la resistencia, la reducción de la
ductilidad y el aumento de la resistencia a la
tensión limitan la cantidad de operaciones de
formado que se puedan realizar a las partes.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONFORMADO EN
FRIO

12. EFECTOS DEL TRABAJO EN FRIO
La diferencia principal del trabajo en caliente y enfrío es la
temperatura a la cual se realiza el proceso. En el trabajo en frío
el material se trabaja a temperatura ambiente, pero el proceso
como tal ocasiona calentamiento por fricción entre el equipo y la
pieza, por lo que es común que el trabajo en frío alcance
temperaturas hasta de 200 °C.
Todos los metales son cristalinos por la naturaleza y están hechos
de granos de forma irregular de varios tamaños. Cuando se
trabaja en frío los cambios resultantes en la forma del material
trae consigo marcas en la estructura de grano. Los cambios
estructurales producen fragmentaciones del grano, movimientos
de átomos y distorsión de la malla.

13. El embutido profundo es una extensión del
prensado en la que a un tejo de metal, se le da
una tercera dimensión considerable después de
fluir a través de un dado. El prensado simple se
lleva a cabo presionando un trozo de metal
entre un punzón y una matriz, así como al
indentar un blanco y dar al producto una medida
rígida. Latas para alimentos y botes para
bebidas, son los ejemplos más comunes.
Este proceso puede llevarse a cabo
únicamente en frío. Cualquier intento de
estirado en caliente, produce en el metal un
cuello y la ruptura. El anillo de presión evita
que el blanco se levante de la superficie del
dado, dando arrugas radiales o pliegues que
tienden a formarse en el metal fluyendo hacia
el interior desde la periferia del orificio del
dado.
EMBUTIDO PROFUNDO Y PRENSADO

14. Este es un proceso en el cual se reduce el espesor del
material pasándolo entre un par de rodillos rotatorios. Los
rodillos son generalmente cilíndricos y producen productos
planos tales como láminas o cintas. También pueden estar
ranurados o grabados sobre una superficie a fin de cambiar
el perfil, así como estampar patrones en relieve.
El laminado en frío se lleva a cabo por razones
especiales, tales como la producción de buenas
superficies de acabado o propiedades mecánicas
especiales. Se lamina más metal que el total tratado
por todos los otros procesos. El laminado se utiliza
en los procesos de fabricación de los aceros,
aluminio, cobre, magnesio, plomo, estaño, Zinc, y
sus aleaciones. Casi todos los metales utilizados en la
industria, han sufrido una laminación en alguna
etapa de su conformación.
PROCESO DE LAMINADO EN FRIO

15. En el caso más simple, el metal es comprimido entre martillo y un yunque
y la forma final se obtiene girando y moviendo la pieza de trabajo entre
golpe y golpe. Para producción en masa y el formado de secciones
grandes, el martillo es sustituido por un martinete o dado deslizante en
un bastidor e impulsado por una potencia mecánica, hidráulica o vapor.
Un dispositivo utiliza directamente el empuje hacia abajo que resulta de
la explosión en la cabeza de un cilindro sobre un pistón móvil.
En el forjado en caliente se requieren menores
esfuerzos pero se obtiene un acabado superficial y una
precisión dimensional no tan buena como en el forjado
en frío que aunque requiere mayores fuerzas por la alta
resistencia que ofrece el material se obtienen mejores
resultados de precisión y acabado superficial, también
existe el inconveniente que en el forjado en frío el
material de la pieza debe tener ductilidad suficiente a
temperatura ambiente.
PROCESO DE FORJADO EN FRIO