• Categories
• Tratamiento térmico
• Extrusión
• Forja
• Aluminio
• Metales

Citation preview

República Bolivariana de Venezuela Ministerio de Poder Popular Para la Educación Universitaria Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión Barcelona Ingeniería Industrial

Trabajo en frio y caliente

Bachiller: Vanesa Rojas C.I: 19.673.954

Barcelona, Febrero de 2019

INDICE

CONTENIDO

PAG

Resumen ………………………………………………………………….

03

Introducción …………………………………………………………...

04

1.1 Titulo………………………………………………………………..

05

1.2 Objetivos …………………………………………………………..

05

1.3 Palabras claves …………………………………………………..

05

MARCO TEORICO 2.1 Trabajo en frio ………………………………………………......

06

2.1.1 Procesos usados en trabajos al frio ………………….

07

Laminado ……………………………………………………. 07 Forjado ………………………………………………………. 07 Extrusión …………………………………………………….

07

Embutición …………………………………………………..

07

2.1.2 Características del trabajo en frio ……...…………………

08

2.1.3 Relación trabajo en frio con curva esfuerzo deformación

09

2.2 Trabajo en Caliente ………………………………………………

10

2.2.1 Factores que influyen en el tamaño que se obtiene con la deformación caliente ………………………………………………. 11 2.2.2 Procesos usados en el trabajo caliente ………………….

11

2.2.3 Características del trabajo en caliente …………………...

12

2.3 Comparación entre trabajo en frio y trabajo en caliente ……..

12

2.4 Tratamientos términos…………….……………………………... 12 3.1 Conclusión ………………………………………………………... 14 4.1 Anexos …………………………………………………………….. 15 5.1 Referencias Bibliográficas ………………………………………. 17

RESUMEN

La presente investigación es una recopilación de información referente al trabajo en frio y caliente, presenta las principales características de los mismos, los efectos que producen en el material en el cual se va a trabajar, la explicación se lo realiza de una manera clara y concreta para un rápido entendimiento de los temas expuestos.

INTRODUCCION

El acero y otros metales son muy usados hoy en día en la elaboración de piezas ya sea mecánicas o de uso diario, para lograr esta elaboración o conformado se realiza con diversas técnicas, como laminados, forjados, extrusiones, etc. Los cuales se pueden dividir en dos grupos: conformado en frio y conformado en caliente. Cada uno da distintas características al material con el que se trabaja, es por eso que el conocimiento de estos conformados es importante en la formación profesional.

La teoría del conformado de metales puede ayudar a determinar la forma de utilizar las máquinas de la manera más eficiente posible, así como a mejorar la productividad. . Así, el acero que se utiliza en la fabricación de tubos para la construcción de sillas se forja, se lamina en caliente varias veces, se lamina en frío hasta transformarlo en chapa, se corta en tiras, se le da en frío la forma tubular, se suelda, se mecaniza en soldadura y, a veces, también se estira en frío. . La teoría del conformado de metales puede ayudar a determinar la forma de utilizar las máquinas de la manera más eficiente posible, así como a mejorar la productividad.

1.1 TITULO Trabajo en frio y trabajo en caliente.

1.2 OBJETIVOS 

Describir el trabajo en frio caliente para el conformado de materiales.



Exponer las características que ofrece en el producto cada tipo de trabajo.



Establecer las principales diferencias entre trabajo en frio y trabajo en caliente.

1.3 PALABRAS CLAVES Conformado, industria, mecanizado, trabajo

2.1 MARCO TEÓRICO

2.1.1 Trabajo en frio Se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor que la resistencia original de metal, produciendo a la vez una deformación.

La cantidad de trabajo en frío que un metal soporta depende sobre todo de su ductilidad, mientras más dúctil sea el metal mejor podrá trabajarse en frío. 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.  El atractivo de formar de frío, además de los ahorros obvios del costo cuando no se requiere calor, es la mayor precisión dimensional que se puede lograr generalmente, ya que no hay la necesidad de ajustar la contracción ni la deformación térmica o distorsión, una vez que se complete el formado.

 Las partes de metal trabajadas en frío evitan también la decoloración (oxidación) de la superficie que ocurre en temperaturas más altas Mejor

precisión Menores tolerancias Mejor acabado superficial Mayor dureza de las partes Requiere un mayor.

2.1.2 Procesos usados en el proceso de trabajo en frio.

a) Laminación.- Se reduce el espesor de una lámina de metal o de materiales semejantes con la aplicación de presión.

b) Forjado.- 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. Se utiliza martinetes, prensas o máquinas de forja.

Proceso de forjado

c) Extrusión.- En este proceso un cilindro o trozo de metal es forzado a través de un orificio por medio de un émbolo, por tal efecto, el metal estirado y extruido tiene una sección transversal,

igual a la del orificio del dado. Hay dos tipos de extrusión, extrusión directa y extrusión indirecta o invertida. En el primer caso, el émbolo y el dado están en los extremos opuestos del cilindro y el material es empujado contra y a través del dado. En la extrusión indirecta el dado es sujetado en el extremo de un émbolo hueco y es forzado contra el cilindro, de manera que el metal es extruido hacia atrás, a través del dado. La extrusión puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en frío, pero es predominantemente un proceso de trabajo en caliente.

d) Embutición.- La 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.

2.1.3 Características del trabajo en frio 

Mejor precisión



Menores tolerancias



Mejores acabados superficiales



Mayor dureza de las partes



Requiere mayor esfuerzo Las condiciones con las que un material sufre deformación plástica

es una característica muy importante al seleccionar un material (especialmente metales); ya que todos los procesos de manufactura de productos como troquelado, embutido, rolado o laminado y forja, también se le llama trabajo en frío porque la temperatura de trabajo y deformado es mucho menos que la de recristalización, se relacionan con su deformación plástica porque el esfuerzo aplicado debe sobrepasar el límite elástico para que el material se deforme permanentemente de una forma útil.

2.1.4 Relación trabajo en frio con curva esfuerzo deformación Si a un material dúctil se le aplica un esfuerzo mayor a la resistencia de cadencia, causará una deformación permanente en el material. Al retirar el esfuerzo, deja una deformación unitaria. Si realizamos un ensayo de tensión al material esforzado anteriormente, obtendremos una curva esfuerzo deformación diferente a la que se hubiera obtenido de la primera aplicación de esfuerzos. Observaremos que el mismo espécimen de ensayo iniciará la deformación plástica, o flujo, a un valor de esfuerzo igual al aplicado en un principio. Es así como definimos el esfuerzo de fluencia como el esfuerzo necesario para iniciar el flujo plástico de un material ya deformado.

Cada vez que se aplica un esfuerzo mayor, el esfuerzo de fluencia y la resistencia máxima a la tensión aumentan, y la ductilidad disminuye. El material metálico se fortalece hasta que el esfuerzo de fluencia y las resistencias a la tensión y ruptura son iguales, y no hay ductilidad. Es decir, el material metálico ya no se puede deformar plásticamente. Se ha endurecido por deformación o trabajo en frío.

Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de comportamiento plástico, es necesario superar el límite de fluencia para que la deformación sea permanente.

Por lo cual, el material es sometido a esfuerzos superiores a sus límites elásticos, estos límites se elevan consumiendo así la ductilidad.

2.2 Trabajo en caliente Es un proceso que depende de la temperatura y el tiempo. 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.

Por trabajo (o labrado) en caliente se entienden aquellos procesos como laminado o rolado en caliente, forja, extrusión en caliente y prensado en caliente, en los cuales el metal se caldea en el grado suficiente para que alcance una condición plástica y fácil de trabajar. El

laminado en caliente se usa por lo general para obtener una barra de material con forma y dimensiones particulares. El extrusionado es el proceso por el cual se aplica una gran presión un lingote metálico caliente, haciendo que fluya en estado plástico a través de un orificio restringido.

2.2.1 Factores que influyen en el tamaño de grano que se obtiene con la deformación en caliente 

Temperatura final del proceso.



Velocidad de enfriamiento.



Tamaño inicial del grano.



Cantidad de la deformación

2.2.2 Procesos usados en el proceso de trabajo en caliente 

Los procesos son los mismos que se usa en el proceso de trabajo en frio.

 La forja produce una estructura de grano refinado que da por resultado una mayor resistencia y ductilidad. Las piezas forjadas tienen mayor resistencia por el mismo peso.

2.2.3 Características del trabajo en caliente 

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.

2.3 Comparación entre trabajo en frio y trabajo en caliente

2.4 Tratamientos térmicos Es el conjunto operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la

resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.

CONCLUSION

Los datos expuestos nos posicionan en un lugar favorable al momento de la toma de decisiones, ya que tendremos conocimiento de los distintos procesos, las ventajas que puede adquirir nuestro material al aplicar alguno de estos, y obviamente, la selección del proceso adecuado para los distintos tipos de trabajo del material.

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.

ANEXOS Proceso de laminado del Acero

TIPOS DE FORJADO

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS



https://tareasuniversitarias.com

›

Proceso

de

manufactura. 

mecanica-rojas23.blogspot.com/2011/07/conformacionde-metales-en-frio-y_04.htm.



psmprocesos.blogspot.com/2016/02/deformacionen-frioen-caliente-la.html



https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/.../ Material%20Mecanica.pptx.



https://www.clubensayos.com › Temas Variados



http://www.quiminet.com/articulos/el-proceso-deestirado-en-frio-para-la-creacion-de-perfilesestructurales-2662473.htm



http://mecanicarojas23.blogspot.com/2011/07/conformacion-de-metalesen-frio-y_04.html