Los procesos de conformado de metales utilizan la deformación plástica para cambiar la forma de las piezas metálicas, aplicando esfuerzos mediante herramientas específicas. El trabajo en frío requiere mayores presiones y es afectado por la ductilidad del metal, mientras que el trabajo en caliente permite una deformación plástica casi ilimitada pero con mayor oxidación y costos de mantenimiento. Diferentes métodos como laminación, forja, embutido y estirado se utilizan para llevar a cabo el conformado, mejorando propiedades físicas como la resistencia y ductilidad del material.

2.  Los procesos de conformado de metales comprenden un amplio grupo de procesos
de manufactura, en los cuales se usa la deformación plástica para cambiar las
formas de las piezas metálicas.
 En los procesos de conformado, las herramientas, usualmente dados de
conformación, ejercen esfuerzos sobre la pieza de trabajo que las obligan a tomar
la forma de la geometría del dado.

3.  Cuando un metal es rolado, extruido o estirado, a una
temperatura a bajo de la de recristalización el metal es
trabajado en frío. La mayoría de los metales se trabajan en
frío a trabajando temperatura ambiente aunque la
reacción de formado en ellos causa una elevación de la
temperatura..

4.  Para comprender la acción de trabajo en frío, se debe poseer algún
conocimiento de la estructura de los metales. Todos los metales son
cristalinos por naturaleza y están hechos de granos de forma irregular
de varios tamaños.

5.  Cuando se trabaja en frío los cambios resultantes en la forma de
material los trae consigo marcados en la estructura de grano. Los
cambios estructurales que con fragmentación del grano, movimientos
de átomos y distorsión de la maya. Para el trabajo en frío se requieren
presiones mucho mayores que en trabajo en caliente. Como el metal
permanece en un estado más rígido, no es permanente deformado
hasta que los esfuerzos aplicados han expedido el límite del elástico.

6.  La cantidad del trabajo en frío que un metal soporta depende sobre
todo de su ductilidad, mientras más dúctil sea el metal mejor podrá
trabajarse en frío. Los metales puros pueden soportar una mayor
deformación que los metales que tienen elementos dados, dado que los
metales de aleación incrementan la tendencia y rapidez del
endurecimiento.

7.  Laminación
 Rechazado de metal
 Formado por estirado
 Estampado o forja en frío
 Embutido
 Otros métodos

8.  Los procesos de deformación de metales aprovechan las propiedades de flujo
plástico del material a medida que es deformado para producir la forma deseada:
el material se comprime o estira hasta adquirir la forma deseada.

10.  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.
 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.
 Oxidación de la superficie de trabajo.
 El utillaje está sometido a elevados desgastes y consiguientes mantenimientos.
(El término Utillaje se define como el conjunto de útiles, herramientas, maquinaria,
implementos e instrumental de una industria)

11.  Laminación
 Forja
 Extrusión
 Estirado
 Doblado
 Embutido

12.  La porosidad en el metal es considerablemente eliminada. La mayoría de los
lingotes fundidos contienen muchas pequeñas sopladuras. Estas son prensadas y
a la vez eliminadas por la alta presión de trabajo.
 Las impurezas en forma de inclusiones son destrozadas y distribuidas a través
del metal.
 Las propiedades físicas generalmente se mejoran, principalmente debido al
refinamiento del grano. La ductilidad y la resistencia al impacto se perfeccionan,
su resistencia se incrementa y se desarrolla una gran homogeneidad en el metal.
La mayor resistencia del acero laminado existe en la dirección del flujo del metal.
 La cantidad de energía necesaria para cambiar la forma del acero en estado
plástico es mucho menor que la requerida cuando el acero está frío.

13.  Debido a la alta temperatura del metal existe una rápida oxidación o
escamado de la superficie con acompañamiento de un pobre acabado
superficial. Como resultado del escamado no pueden mantenerse
tolerancias cerradas. El equipo para trabajo en caliente y los costos
de mantenimiento son altos, pero el proceso es económico comparado
con el trabajo de metales a bajas temperaturas.

14. La curva esfuerzo-deformación ofrece una visión que permite comprender el
comportamiento de los metales durante su formación. La curva típica de esfuerzo-
deformación para la mayoría de los metales se divide en una región elástica y una
región plástica. En el formado de un metal la región plástica es de interés primordial
debido a que en estos procesos el material se deforma plástica y permanentemente.
La relación típica esfuerzo-deformación presenta elasticidad por debajo del punto
de fluencia y endurecimiento por deformación arriba de dicho punto.
En la región plástica, el comportamiento del metal se expresa por la curva de
fluencia:
σ = Kєn
K = Coeficiente de resistencia
n = Es el exponente de endurecimiento por deformación

15. Temperatura en el formado de metales
• 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 de metal,
produciendo a la vez una deformación.
Características
• Mejor precisión
• Menores tolerancias
• Mejores acabados superficiales
• Mayor dureza de las partes
• Requiere mayor esfuerzo

16. Temperatura en el formado de metales
• Trabajo en caliente
Se define como la deformación plástica del material metálico a una
temperatura mayor que la de re cristalización. La ventaja principal del
trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica casi
ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes porque el
metal tiene una baja resistencia de cedencia y una alta ductilidad.
Características
• Mayores modificaciones a la forma de la pieza de trabajo
• Menores esfuerzos
• Opción de trabajar con metales que se fracturan cuando son trabajados
en frio

18.  El formado de metales incluye varios procesos de manufactura en los cuales se usa la
deformación plástica para cambiar la forma de las piezas metálicas. La deformación
resulta del uso de una herramienta que usualmente es un dado para formar metales,
el cual aplica esfuerzos que exceden la resistencia a la fluencia del metal. Por tanto, el
metal se deforma para tornar la forma que determina la geometría del dado.

19.  Para formar exitosamente un metal éste debe poseer ciertas propiedades. Las
propiedades convenientes para el formado son:
 Baja resistencia a la fluencia
 Alta ductilidad.
 Estas propiedades son afectadas por la temperatura. La ductilidad se incrementa y
la resistencia a la fluencia se reduce cuando se aumenta la temperatura de trabajo.

21.  El proceso de cizallado es una operación de corte de láminas que consiste en
disminuir la lámina a un menor tamaño. Para hacerlo el metal es sometido a dos
bordes cortantes.

22.  El proceso de troquelado es una operación en la cual 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. El producto terminado del troquelado puede ser la lámina
perforada o las piezas recortadas.
Los bordes de herramientas
desafilados contribuyen también
a la formación de rebabas, que
disminuye si se aumenta la
velocidad del punzón.

24.  La fuerza máxima del punzón, FT, se puede estimar con la ecuación:
Donde:
t:es el espesor de la lámina
l: es la longitud total que se recorta (el perímetro del orificio)
Sult: es la resistencia última a la tensión del material, y
k: es un factor para aumentar la fuerza teórica requerida debida al
empaquetamiento de la lámina recortada, dentro de la matriz. El valor de k
suele estar alrededor de 1.5.

25.  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.

26. Doblado entre formas
 En este tipo de doblado, la lámina
metálica es deformada entre un
punzón en forma de V u otra forma y
un dado. Se pueden doblar con este
punzón desde ángulos muy obtusos
hasta ángulos muy agudos. Esta
operación se utiliza generalmente
para operaciones de bajo volumen de
producción.
Doblado deslizante
 En el doblado deslizante, una placa
presiona la lámina metálica a la
matriz o dado mientras el punzón le
ejerce una fuerza que la dobla
alrededor del borde del dado.
 Este tipo de doblado está limitado
para ángulos de 90°.

27.  La fuerza de doblado es función de la resistencia del material, la longitud L de la
lámina, el espesor T de la lámina, y el tamaño W de la abertura del dado. Para un
dado en V, se suele aproximar la fuerza máxima de doblado, FD, con la siguiente
ecuación:

28.  El proceso de 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.
 El número de etapas de embutición depende de la relación que exista entre la
magnitud del disco y de las dimensiones de la pieza embutida, de la facilidad de
embutición, del material y del espesor de la chapa. Es decir, cuanto más
complicadas las formas y más profundidad sea necesaria, tanto más etapas serán
incluidas en dicho proceso.

29. La fricción en el formado de metales surge debido al estrecho contacto entre las
superficies de la herramienta y el material de trabajo, y a las altas presiones que
soportan las superficies en estas operaciones. En la mayoría de los procesos de
formado, la fricción es inconveniente por las siguientes razones:
 1) retarda el flujo del metal en el trabajo, ocasionando esfuerzos residuales y
algunas veces defectos del producto
 2) se incrementan las fuerzas y la potencia para desempeñar la operación
 3) ocurre un rápido desgaste de las herramientas.
El desgaste de la herramienta puede conducir a la pérdida de la precisión
dimensional, y por ende a la fabricación de piezas defectuosas y al reemplazo de las
herramientas. Como las herramientas para formado de metales son generalmente
costosas, esto tiene una mayor importancia. La fricción y el desgaste de las
herramientas son más severos en el trabajo en caliente, debido a las condiciones
más rudas.

31.  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. El resultado del laminado puede ser la
pieza terminada (por ejemplo, el papel aluminio utilizado para la envoltura de
alimentos y cigarrillos), y en otras, es la materia prima de procesos posteriores,
como el troquelado, el doblado y la embutición.

32.  El proceso de forjado fue el primero de los procesos del tipo de compresión
indirecta y es probablemente el método más antiguo de formado de metales.
Involucra la aplicación de esfuerzos de compresión que exceden la resistencia de
fluencia del metal. En este proceso de formado se comprime el material entre dos
dados, para que tome la forma deseada. La mayoría de operaciones de forjado se
realiza en caliente, dada la deformación demandada en el proceso y la necesidad
de reducir la resistencia e incrementar la ductilidad del metal. Sin embargo este
proceso se puede realizar en frío, la ventaja es la mayor resistencia del
componente, que resulta del endurecimiento por deformación.

33.  La extrusión es un proceso por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado
a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección
transversal. Ejemplos de este proceso son secciones huecas, como tubos.
 Existe el proceso de extrusión directa, extrusión indirecta, y para ambos casos la
extrusión en caliente para metales (a alta temperatura).

34. Extrusión directa
 En la extrusión directa, se deposita
en un recipiente un lingote en bruto
llamado tocho, que será comprimido
por un pistón. Al ser comprimido, el
material se forzará a fluir por el otro
extremo adoptando la forma que
tenga la geometría del dado.
Extrusión indirecta
 La extrusión indirecta o inversa
consiste en un dado impresor que
está montado directamente sobre el
émbolo. La presión ejercida por el
émbolo se aplica en sentido contrario
al flujo del material. El tocho se
coloca en el fondo del dado
contenedor.

37.  La diferencia básica entre el estirado de barras y el estirado de alambre es el diámetro
del material que se procesa.
 Aunque la mecánica del proceso es la misma para los dos casos, el equipo y la
terminología son de alguna manera diferentes.
 El estirado de barras se realiza generalmente como una operación de estirado simple,
en la cual el material se jala a través de la abertura del dado. Debido a que el material
inicial tiene un diámetro grande, su forma es más bien una pieza recta que enrollada.
 El alambre se estira a partir de rollos de alambre que miden varios cientos (o miles) de
metros de longitud y pasa a través de una serie de dados de estirado.

38.  Suficientemente dúctiles.
 De suficiente resistencia a la tracción, para que no se rompan al estirar.
 De excelente calidad en cuanto a uniformidad de composición y estructura, ya que
cualquier defecto puede provocar la rotura de la barra.

39. Esto involucra tres pasos:
1. Recocido
2. Limpieza
3. Afilado

40. 1. DECAPADO: Se limpia, generalmente con ataques químicos y agua a presión, el
material para eliminar el oxido que puede formarse en la superficie.
2. ESTIRADO: Se procede a colocar el material en la máquina para empezar el
proceso de estirado. En este proceso es decisivo el uso de lubrificantes para no
dañar la superficie del material al pasarlo por la matriz y aplicarle la reducción
de sección.
3. ACABADO: Una vez el material estirado pasa por un proceso de
enderezamiento y un ligero recocido de eliminación de tensiones, y si el caso lo
requiere, algún tratamiento isotérmico para mejorar sus características
mecánicas.

42. El estirado de barras se realiza en una
máquina llamada banco de estirado que
consiste en una mesa de entrada, un bastidor
para dado (que contiene el dado de estirado),
la corredera y el armazón de salida

45. El problema que surge cuando el tubo se estira
sin utilizar un mandril, es que carece de control
sobre el diámetro interno y sobre el espesor de la
pared del tubo. Por esto se usan mandriles de
varios tipos.

46.  Arrugas
 Desgarres
 Rasguños superficiales