Procesos de Manufactura: Laminación, Extrusión, Medición de Dureza y Forja

Laminación: Concepto, Parámetros y Tipos

La laminación es un proceso de conformado plástico en el que la fluencia del material se obtiene por solicitaciones de compresión. Estas solicitaciones son efectuadas por cilindros que presionan al material de forma continua o por etapas, produciendo un alargamiento en la dirección de laminación.

Consideraciones en el Proceso de Laminación

• El material experimenta una deformación plástica.
• El arco de contacto entre los rodillos y el material es una parte de un círculo.
• El coeficiente de fricción es constante.
• El volumen del metal permanece constante.
• La velocidad de los rodillos es constante.
• El metal no se expande en ancho, solo en la dirección de laminado.

Diferencias entre Laminación en Frío y en Caliente

• Laminación en frío:
  • Requiere un mayor esfuerzo.
  • El material no se recupera, endureciéndose por acritud.
  • Se necesita un mayor esfuerzo para continuar la deformación.
• Laminación en caliente:
  • Requiere un menor esfuerzo.
  • Debido a la temperatura, el material se recupera, ablandándose.
  • Se puede continuar la deformación sin esfuerzos significativos.

Extrusión: Tipos y Variables que Influyen en la Fuerza Requerida

Extrusión Directa

En la extrusión directa, la palanquilla de metal se coloca en un cuerpo de extrusión y se empuja contra la matriz mediante un émbolo. El material fluye en la misma dirección de aplicación de la fuerza.

Extrusión Indirecta

En la extrusión indirecta, la palanquilla se empuja contra el cuerpo, haciendo fluir el material por la matriz en dirección contraria a la fuerza.

Variables que Influyen en la Fuerza de Extrusión en Caliente

• Tipo de extrusión (directa o indirecta).
• Relación de extrusión.
• Temperatura de trabajo.
• Velocidad de deformación.
• Condiciones de fricción en la matriz y las paredes del cuerpo.

Medición de Dureza: Métodos, Aplicaciones y Definición

La dureza se define como la resistencia de un material a la deformación plástica localizada. Los métodos de medición de dureza se clasifican en:

Métodos Estáticos

En los métodos estáticos, la carga se aplica de forma gradual. La dureza se calcula generalmente como el cociente entre la carga aplicada y el área de la huella dejada por el indentador, como en los métodos Brinell, Vickers y Knoop. También puede ser una medida de la profundidad de la indentación, como en el ensayo Rockwell.

Métodos Dinámicos

En los métodos dinámicos, la carga se aplica en forma de impacto. El indentador se lanza sobre la superficie a ensayar con una energía conocida, y la dureza se obtiene a partir de la energía de rebote del penetrador después de impactar en la muestra, como en los métodos Shore y Leeb.

Aplicaciones de la Medición de Dureza

• Valorar la efectividad de un tratamiento térmico.
• Evaluar la resistencia al desgaste de un material.
• Evaluar la maquinabilidad del material.
• Obtener una estimación de la resistencia a la tracción de un material.

Determinación del Esfuerzo de Compresión en Forja sin Fricción

En un proceso de forja con ausencia de fricción, el esfuerzo de compresión producido por una carga uniaxial, considerando la condición de volumen constante, se determina de la siguiente manera:

Fuerza de compresión (P) = Gf * A

Donde:

• Gf = Tensión de fluencia
• A = Sección transversal
• Gc = Esfuerzo de compresión

Gc = P/A = 4 * Gf * A * h / (π * Do² * ho)

Donde:

• h = Altura actual
• Do = Diámetro inicial
• ho = Altura inicial