Procesos de transformación de metales

1. PROCESOS DE
TRANSFORMACIÓN DE
METALES
Ing. Beliana de Cabello
UNEXPO Núcleo Charallave
Ingeniería y Tecnología de los Materiales

2. PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN
 FUNDICIÓN
 CONFORMADO
 MECANIZADO

3. FUNDICIÓN

4. FUNDICIÓN
 Consiste en licuar una masa metálica
(volver líquida) y colarla en adecuados
moldes.
 Se emplea para piezas de forma complicada

5. FUNDICIÓN
 EN ARENA
 EN CASCARA
 EN MODELO CONSUMIBLE
 EN MOLDE DE YESO
 EN MOLDE PERMANENTE
 INYECTADA

6. FUNDICION EN ARENA
 Consiste en colocar un modelo con la
forma de la pieza deseada en arena
para crear una impresión, incorporar un
sistema de alimentación, llenar la
cavidad resultante de metal fundido,
dejar que el metal se enfríe hasta que
se solidifique, romper el molde de arena
y retirar la fundición.

7. FUNDICION EN ARENA

8. FUNDICIÓN EN CASCARA
 La fundición en molde consiste en
calentar el modelo sobre un metal ferroso
o de aluminio (175-370°C) recubierto con
un agente separador (silicón) y sujeto a
una cámara que contiene arena fina con
2,4 a 4 % de aglutinante de resina
termoestable la cual recubre el modelo
(por volteo o soplado). Este conjunto se
coloca dentro de un horno para completar
el curado de la resina.

9. FUNDICIÓN EN CASCARA

10. FUNDICION EN MODELO CONSUMIBLE
 El proceso de fundición de modelo consumible utiliza
en modelo de poliestireno, el cual se evapora en
contacto con el metal fundido para forma una cavidad
para la fundición.
 Para ello se colocan perlas de poliestireno crudo
desechable con 5 a 8 % de pentano en un dado
precalentado (de aluminio) dejando que se expanda y
tome la forma de la cavidad del dado y se aplica más
calor a fin de fundir y unir las perlas entre sí. El
modelo así obtenido se coloca en una caja de moldeo
junto con arena compactada y sin retirarlo se vacía el
metal fundido en el molde la cual vaporiza el modelo.

11. FUNDICION EN MODELO CONSUMIBLE

12. FUNDICION EN MOLDE DE YESO Y
CERÁMICA
 La fundición en molde de yeso emplea
sulfato de calcio con la adición de talco y
harina de sílice para mejorar la resistencia
del molde y controlar el tiempo requerido
para el curado del yeso. Estos componentes
se mezclan con agua y el barro resultante en
vaciado sobre el modelo.
 El molde cerámico utiliza materiales
refractarios para el molde haciéndolo
adecuado para aplicaciones de altas
temperaturas.

13. FUNDICION EN MOLDE DE YESO Y
CERÁMICA

14. FUNDICIÓN EN MOLDE PERMANENTE
 En la fundición en molde permanente
los moldes se fabrican de hierro colado,
acero, bronce, grafito o aleaciones de
metal refractario recubiertos por un
barro refractario o grafito a fin de
incrementar la vida útil. Estos son
calentados antes del vaciado del metal
fundido para facilitar el flujo y reducir el
daño por gradiente térmico.

15. FUNDICIÓN EN MOLDE PERMANENTE

16. FUNDICIÓN INYECTADA
 Se requieren estampas desmontables
con huecos cavidades iguales a la
forma de la pieza a obtener; dichas
estampas o moldes se montan en
máquinas especiales que permiten el
cierre de las mismas e introducen a
presión el metal líquido

17. FUNDICIÓN INYECTADA

18. CONFORMADO

19. CONFORMADO
 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

20. CONFORMADO
 Trabajo en frío:
 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.

21. CONFORMADO
 Trabajo en caliente
 Se define como la deformación plástica del
material metálico a una temperatura mayor
que la de recristalización.
 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

22. RECRISTALIZACION
 Recristalizacion: formación de granos
libres de deformación

23. CONFORMADO
 PREFORMADO
 CORTE
○ CIZALLADO
○ TROQUELADO
 DOBLADO
 EMBUTIDO
 DEFORMACIÓN VOLUMÉTRICA
 LAMINADO
 FORJADO
 EXTRUSIÓN

24. CORTE
 CIZALLADO
 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.

25. CIZALLADO

26. CORTE
 TROQUELADO
 El proceso de troquelado es una operación
en la cual se cortan láminas sometiéndolas
a esfuerzos cortantes, desarrollados entre
un punzón y una matriz. El producto
terminado del troquelado puede ser la
lámina perforada o las piezas recortadas.

27. TROQUELADO

28. 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.

29. DOBLADO
 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.

30. DOBLADO ENTRE FORMAS

31. DOBLADO
 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.

32. DOBLADO DESLIZANTE

33. EMBUTIDO
 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.

34. EMBUTIDO

35. 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.

36. LAMINADO

37. FORJADO
 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.

38. FORJADO
 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.

39. FORJADO
 A DADO ABIERTO
 DADO IMPRESOR
 SIN REBABA

40. FORJADO A DADO ABIERTO
 Este proceso se puede describir como una
pieza sólida colocada entre dos matrices
planas o dados, cuya altura se reduce por
compresión.
 Las superficies del dado pueden tener
cavidades sencillas para producir forjados
sencillos. En este proceso se mantiene el
volumen constante, toda la reducción de la
altura provoca el aumento del diámetro de
la pieza forjada.

41. FORJADO A DADO ABIERTO

42. FORJADO A DADO IMPRESOR
 La pieza a fabricar adquiere la forma de los huecos
o cavidades al forjarse entre dos matrices con
perfil.
 Cuando se realiza esta operación algo de material
fluye hacia fuera y forma una rebaba, ésta tiene un
papel importante en el flujo del material en el
estampado ya que es delgada, se enfría
rápidamente y al ejercer una resistencia grisas a la
fricción que existe entre la rebaba y la matriz
somete a grandes presiones al material en la
cavidad de la matriz causando así el rellenado de
la cavidad.

43. FORJADO A DADO IMPRESOR

44. FORJADO A DADO CERRADO
 El material de la pieza en bruto llena
completamente las cavidades del dado.
 El dado restringe completamente el
material dentro de la cavidad y no se
produce rebaba excedente.

45. FORJADO A DADO CERRADO

46. EXTRUSIÓN
 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).

47. EXTRUSIÓN
 DIRECTA
 INDIRECTA

48. 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.

49. EXTRUSION DIRECTA

50.  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.

51. EXTRUSIÓN INDIRECTA

52. MECANIZADO

53. MECANIZADO
 POR ARRANQUE DE VIRUTA
 POR ABRASIÓN

54. MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA
 El fundamento de la conformación con
arranque de viruta, a mano o a máquina, es el
corte del metal. Si se realiza a mano, el
instrumento cortante es la herramienta y el
motor, el esfuerzo muscular; cuando se
ejecuta a máquina existe también
herramienta; pero el motor es la máquina,
formando, en general, una unidad: la
máquina-herramienta. En este último caso
suele llamarse al proceso maquinado o
mecanizado.

55. MECANIZADO POR ARANQUE DE VIRUTA
 TORNEADO
 Se realiza para dar forma a piezas
cilíndricas (roscas, ranuras, etc.). Para ello
se utiliza una máquina llamada torno. La
pieza metálica se sujeta en un plato que gira
sobre su eje, mientras que una herramienta
cortante actúa lateralmente sobre la pieza.

56. TORNEADO

57. FRESADO
 Se realiza para obtener formas de lo
más diversas en las piezas (ranuras,
planeados, cajeados, etc.). Para ello se
utiliza una máquina llamada fresadora,
cuyas herramientas cortantes (fresas)
giran sobre su eje arrancando material
de la pieza cuando ésta se le aproxima.
Según la fresa utilizada se obtendrá en
la pieza una forma u otra.

58. FRESADO

59. BROCHADO
 El brochado consiste en pasar una
herramienta rectilínea de filos múltiples,
llamada brocha, sobre la superficie a tallar
en la pieza, ya sea exterior o interior, para
darle una forma determinada. El brochado
se realiza normalmente de una sola pasada
mediante el avance continuo de la brocha,
la cual retrocede a su punto de partida
después de completar su recorrido.

60. BROCHADO

61. CEPILLADO
 Consiste en arrancar viruta de la
superficie plana de un cuerpo por medio
de una herramienta monocortante, pero
donde el movimiento de corte alternativo
es efectuado por la pieza

62. CEPILLADO

63. AMORTAJADO
 HORIZONTAL
 VERTICAL

64. AMORTAJADO HORIZONTAL
 También conocido como limado
 La herramienta realiza un movimiento de
corte horizontal, mientras la pieza realiza los
movimientos de avance y de ajuste. La
limadora o amortajadora horizontal se
presta para trabajar piezas pequeñas.

65. AMORTAJADO HORIZONTAL

66. AMORTAJADO
 VERTICAL
 La herramienta realiza un movimiento de corte
vertical, y el movimiento de la pieza es el
mismo, el de avance y el de ajuste.
 Se realizan ranuras interiores, dentados
interiores, vaciados, perfilados de superficies
con bordes curvos, agujeros de diversas formas:
cuadrados, hexagonales, triangulares,
fabricación de chiveteros para engranajes,
poleas, etc.

67. AMORTAJADO VERTICAL

68. MECANIZADO POR ABRASIÓN
 En este tipo de mecanizados la
eliminación de material la realiza una
herramienta sin un filo definido, que
desprende pequeñas partículas de
material. Dicha herramienta puede ser
una muela abrasiva o un hilo conductor
que produce un arco eléctrico entre él y
la pieza arrancando dichas partículas.

69. MECANIZADO POR ABRASIÓN
 RECTIFICADO
 ELECTROEROSIÓN

70. RECTIFICADO
 El rectificado consiste en eliminar
material mediante una herramienta
abrasiva o muela. Es una operación que
se lleva a cabo en piezas que requieren
tolerancias exigentes

71. RECTIFICADO

72. ELECTROEROSIÓN
 Procedimiento por el cual se arrancan
partículas de material mediante sucesivas
descargas eléctricas, como resultado del arco
eléctrico que se produce entre un electrodo
(que sería la herramienta) y la pieza. La
condición es que el material a mecanizar sea
conductor.
 Una ventaja es la posibilidad de trabajar
materiales muy duros porque no hay contacto
de la herramienta (electrodo) con la pieza.

73. ELECTROEROSIÓN