Trabajo en frio y trabajo en calor

1. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Ampliación: Maracaibo
Cátedra: Tecnología de materiales
Recocido: Trabajo en calor
y trabajo en frio
Alumna
María García
CI294526947

2. Proceso de conformado en caliente
El conformado en caliente es un proceso que depende de la temperatura y el
tiempo. Con este método, las piezas se forman en estado blando a elevadas
temperaturas y luego se templan en la herramienta.
El conformado en caliente es más complejo comparado con el conformado
convencional. Usando el proceso de conformado en caliente, se pueden
producir en menos tiempo piezas con una alta resistencia, con una mayor
complejidad geométrica y minimizando los efectos del springback.
Las piezas producidas por conformado en caliente se caracterizan porque
alcanzan una alta resistencia, pueden tener formas complejas y adquieren unos
efectos de springback reducidos. El comportamiento óptimo del material se
consigue a través de la transformación estructural de la austenita a martensita.
El material más usado en el conformado en caliente es el acero al boro
22MnB5, que está disponible por muchos fabricantes de acero.
Hay dos tipos de conformados, directo e indirecto.
- En el conformado en caliente directo, la pieza se austeniza a altas
temperaturas, se transfiere a la matriz refrigerada y entonces se embute
profundamente. De esta forma, se pueden conseguir formas complejas ya
que el material tiene una excelente ductilidad a altas temperaturas.
- En el conformado en caliente indirecto, la pieza primero se embute
profundamente sin calentar. A continuación, antes de obtener la forma final,
se calienta la pieza hasta temperatura de austenitización y entonces se
hace la embutición final. Este paso adicional amplia las capacidades del
conformado y permite que se puedan obtener geometrías muy complejas.
Las características principales del trabajo en caliente son:
- Por encima de la temperatura mínima de recristalización.
- La forma de la pieza se puede alterar significativamente.
- Se requiere menor potencia para deformar el metal.

3. - Las propiedades de resistencia son generalmente isotrópicas debido a la
ausencia de una estructura orientada de granos creada en el trabajo en frío.
- El trabajo en caliente no produce fortalecimiento de la pieza.
- Precisión dimensional más baja.
- Mayores requerimientos de energía de la superficie de trabajo.
- Las herramientas están sometido a elevados desgastes y consiguientes
mantenimientos.
El proceso de conformado en caliente sigue los siguientes pasos:
 Calentamiento en el horno
 Traslado del horno hasta la prensa, sobre la herramienta de embutición
 Conformado plástico en caliente
 Templado con herramienta cerrada
Las ventajas del conformado en caliente son:
 Disminución de la resistencia a la deformación, por lo tanto es más fácil de
trabajar y usa menos energía o fuerza
 Aumento de la ductilidad.
 Las temperaturas elevadas aumentan la difusión que puede eliminar o
reducir homogeneidades químicas.
 Los poros pueden reducir de tamaño o cerrar por completo durante la
deformación

4.  En el acero, el débil, dúctil micro estructura de austenita, la cara cúbica
centrada se deforma en lugar del fuerte micro estructura de ferrita centrada
en el cuerpo-cúbico encontrado a temperaturas más bajas.
Las desventajas del conformado en caliente son:
 Reacciones adversa entre el metal y la atmósfera circundante.
 Menos tolerancias precisas debido a la contracción térmica y la deformación
de enfriamiento desigual.
 Estructura de grano puede variar a lo largo del metal por diversas razones.
 Requiere una unidad de calentamiento de algún tipo, como un horno de gas
o diésel o un calentador de inducción, que puede ser muy caro.
Aplicaciones
 Fundición Inyectada de Aluminio/Magnesio - Cobre/Latón - Estaño/Plomo/
Zinc
 Extrusión en caliente de metales: aluminio, aleaciones de cobre, extrusión
de acero
 Forja en caliente, forja progresiva, forja semi-caliente
Proceso de conformado en frio
Cuando un metal es laminado, forjado, rolado, extruido o estirado a una
temperatura debajo de la recristalización el metal es trabajado en frío. La
mayoría de los metales se trabajan en frío a temperatura ambiente aunque la
reacción de formado en ellos causa una elevación de la temperatura. El trabajo

5. en caliente realizado sobre el metal en estampado plástico, refina la estructura
de grano mientras que el trabajo en frío distorsiona el grano y reduce un poco
su tamaño. El trabajo en frío mejora la resistencia, la maquinabilidad, exactitud
dimensional y terminada de superficie del metal. Debida a que la oxidación es
menor en el trabajo en frió laminas más delgadas y hojalatas pueden laminarse
mejor que en caliente.
Efectos del trabajo en frío
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.
Para el trabajo en frío se requieren presiones mucho mayores que en el trabajo
en caliente. Como el metal permanece en un estado más rígido no es
permanentemente deformado hasta que los esfuerzos aplicados han excedido
el límite elástico.
La cantidad de trabajo en frío que un metal soporta depende sobre todo de su
ductilidad, mientras más dúctil se el metal mejor podrá trabajarse en frío; Los
metales puros pueden soportar una mayor deformación que los que tienen
elementos dados, debido a que los metales de aleación incrementan la
tendencia y rapidez del endurecimiento.
Características
- Mejor precisión
- Menores tolerancias
- Mejores acabados superficiales

6. - Mayor dureza de las partes
- Requiere mayor esfuerzo
Ventajas
 Posibilidades de obtener propiedades de dirección deseadas en el
producto final
 Mejor precisión al elaborar las piezas
 Mínimas tolerancias
 Excelentes acabados superficiales
 Superior dureza en las partes
Desventajas
 Requiere de mayores fuerzas
 Reducción de la ductilidad
 Aumento de la resistencia a la tensión
 Limitado de las operaciones de formado en las partes
Clasificación del conformado de
metales

7. Operaciones de formado o preformado o trabajo de láminas
metálicas
Los procesos de trabajo de láminas metálicas son operaciones de formado o
preformado de láminas, tiras y rollos de metal. La razón entre el área superficial
y el volumen del material inicial es alta; por lo que esta relación es un medio útil
para distinguir la deformación volumétrica de los procesos de láminas
metálicas.
Prensadores el término que se aplica frecuentemente a las operaciones de
láminas metálicas, debido a que las máquinas utilizadas para desempeñar
estas operaciones son prensas (se usan también prensas de varios tipos en
otros procesos de manufactura).
La pieza producida en una operación de laminado metálico se llama
frecuentemente estampado. Los procesos de conformado de láminas son
operaciones realizadas en láminas, tiras y rollos, realizadas a temperatura

8. ambiente con sistemas de punzones y dados. Algunos de ellas son: operación
de doblado, corte y embutido.
1.- Doblado
El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un
determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos (si son
mayores a 90 grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante la
operación, las fibras externas del material están en tensión, mientras que las
interiores están en compresión. El doblado no produce cambios significativos
en el espesor de la lámina metálica. El doblado implica la deformación de una
lámina metálica o placa para que adopte un ángulo respecto a un eje recto, en
la mayoría de los casos.
2.- Corte
Este proceso queda de alguna manera fuera de lugar en nuestra lista de
procesos de deformación, debido a que implica más el corte que el formado del
metal. En esta operación se corta la pieza usando un punzón y un troquel.
Aunque éste no es un proceso de formado, se incluye aquí debido a que es
una operación necesaria y muy común en el trabajo de láminas metálicas. Las
formas más comunes de corte son cizallado y troquelado.
 Cizallado
Operación de corte de láminas que consiste en disminuir la lámina a un menor
tamaño.
 Troquelado
En el troquelado se cortan láminas sometiéndolas a esfuerzos cortantes,
desarrollados entre un punzón y una matriz, se diferencia del cizallado ya que
este último solo disminuye el tamaño de lámina sin darle forma alguna.
3.- Embutido
El 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 formada la lámina.

9. Procesos de deformación volumétrica (deformación de
bloques)
Procesos de deformación volumétrica Los procesos de deformación
volumétrica se caracterizan por deformaciones significativas y grandes cambios
de forma, y la relación entre el área superficial y el volumen de trabajo es
relativamente pequeña. El término volumétrico describe a las piezas de trabajo
que tienen esta baja relación de área-volumen.
Los procesos de deformación de bloques se realizan en operaciones de trabajo
en frío y en caliente. El trabajo en frío se realiza cuando hay necesidad de
mejorar las propiedades mecánicas o alcanzar un buen acabado superficial. El
trabajo en caliente se requiere cuando se involucra la deformación volumétrica
de grandes piezas de trabajo La forma del trabajo inicial para estos procesos
incluye tochos cilíndricos y barras rectangulares.
1-. Laminado
El laminado es un proceso en el que se reduce el espesor de una pieza larga a
través de fuerzas de compresión ejercidas por un juego de rodillos, que giran
apretando y halando la pieza entre ellos.
2-. Forjado
Es un proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo
entre dados, usando impacto o presión gradual para formar la parte. Es la
operación más antigua para formado de metales y se remonta quizá al año
5000 AC. En la actualidad el forjado es un proceso industrial importante
mediante el cual se hacen una variedad de componentes de alta resistencia
para automóviles, vehículos aeroespaciales y otras aplicaciones.
3-. Extrusión
Proceso de compresión indirecta en el cual el metal se hace fluir a través de la
abertura de un dado para que adquiera su geometría. El proceso se realiza en
caliente con excepción de su aplicación en metales suaves en donde la
longitud del perfil obtenido es del orden de su diámetro. El proceso se
caracteriza por permitir la producción de piezas de sección transversal
constante con un costo mínimo de herramental; esto aunado a la

10. factibilidad de generar secciones transversales imposibles de producir por
laminación.