7/21/2019 Procesos de Conformado

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Tema 2: Procesos de

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Mecánica

Departamento de Tecnología de Producción

Procesos de Fabricación 1

conformado

Prof. Rafael Guerra Silva

e-mail: labprofab2@yahoo.com

Tfno: (0212) 605 1791

Contenido

• Introducción

• Fundamentos• Clasificación

 • Conformado en frío y en caliente

• Efectos del conformado en el material

• Resumen

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Fundamentos

El conformado es un proceso de manufactura que

mediante la deformación plástica del material, permite

modificar la forma y las propiedades mecánicas de las

piezas.

Incluye a operaciones diversas: forja, estampado,

laminación, extrusión, doblado, etc.

Fuente: Black y Kohser (2007)

Fundamentos

Microestructura de un acero

 Átomo

Representación   Escala

Fuente: TU Dresden (2001)

Parte

1 grano (1mm3) = 1018 átomos

1 pieza (1dm3) = (102)3 granos = 1024 átomosFuente: Hornbogen (2006)

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Introducción

Fuente: Lange (1985)

Defectos de la estructura

cristalina (dislocaciones)en el modelo atómico.

Introducción

Deformación elástica Deformación plástica

Fuente: Lange (1985)

Desplazamiento de una dislocación durante deformación plástica

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Introducción

Plano de deslizamiento preferencial Evidencia de planos durante en

estructura cristalina deformación plástica

Fuente: Callister (2002)

Desplazamiento de una dislocación durante deformación plástica

Fundamentos

Fuente: Lange (1985)

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Fundamentos

Fuente: TU Dresden (2001)

Fuente: Dieter (2003)

Fundamentos

Torsión

Tracción

Fuente: Hornbogen (2006)

Fuente: Hearn (2000)

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Fundamentos

C45 endurecido

C45 recocido

C45 templado

Fuente: TU Dresden (2001)

Trabajoen frío

Trabajoen

caliente

Fundamentos

Fuente: TU Dresden (2001)

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Fundamentos

Ejemplo a(Tracción)

Ejemplo b(Compresión)

Ejemplo c(Compresión)

Fuente: TU Dresden (2001)

Ejemplo

Dimensiones Parámetros

Fundamentos

Fuente: TU Dresden (2001)

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Fundamentos

Fuente: TU Dresden (2001)

donde 0,1 < n < 0,3. Esta expresión es adecuada para aceros. Es

aceptable para aceros aleados y aleaciones de aluminio. No es adecuada

para aleaciones de cobre.

Fundamentos

Fuente: TU Dresden (2001)

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Fundamentos

Diagrama de Stribeck

Sin lubricación:   µ > 0,3

Lubricación límite:   µ = 0,1 – 0,3

Fuente: TU Dresden (2001)

Lubricación mixta:   µ = 0,03 - 0,1

Lubricación hidrodinámica: µ < 0,05

Clasificación

El conformado se puede clasificar según:

• la forma de la materia prima

• el estado de esfuerzo

•

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Según la forma de la materia prima

• Conformado volumétrico

Clasificación

• Conformado de lámina o chapa

Fuente: Black y Kohser (2007)

Clasificación

Según el estado de esfuerzo

• por compresión: forja, laminado, extrusión

• por tracción: estirado

• por doblado: doblado

• por compresión-tracción: embutido profundo

• por esfuerzo cortante: corte

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Procesos de conformado

más comunes:

Introducción

Embutición profunda

Laminado

Forja

Fuente: Black y Kohser (2007)

Trefilado

Estirado

Doblado

Tube spinning

Swaging

Clasificación

Según la temperatura de la pieza

• conformado en caliente

• conformado en frío

Trabajo

Fuente: TU Dresden (2001)

en frío

Trabajoen

caliente

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Conformado en frío y en caliente

La temperatura de recristalización de un metal

determina si el trabajo es en caliente o en frío.

Trabajo en caliente

  R   ≈   , F

Trabajo en frío

θ < 0,3 θF

Trabajo “tibio”

0,3 θF < θ < 0,6 θF

Introducción

Fuente: Fritz y Schulze (2008)Curvas de fluencia – Acero AISI 1045

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Conformado en frío y en caliente

Ventajas del conformado en caliente.

• La porosidad en el metal disminuye significativamente

• Las impurezas (inclusiones) son fracturadas y

distribuidas a través del metal

• Los ranos ruesos son refinados 

• Las propiedades físicas generalmente se mejoran

• La cantidad de energía necesaria para cambiar la

forma del acero en estado plástico es mucho menor

Conformado en frío y en caliente

Desventajas

• Debido a la alta temperatura del metal existe una

rápida oxidación de la superficie y un pobre acabado

superficial. Como resultado del escamado no puedenlograrse tolerancias dimensionales pequeñas.

• El equipo para trabajo en caliente son costosos y el

mantenimiento es elevado.

• Consumo adicional de energía (hornos).

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Efectos del conformado

Durante el conformado el metal va a sufrir unas serie

de transformaciones producto de la deformación

plástica y el incremento de temperatura.

Fuente: Black y Kohser (2007)

Efectos del conformado

Fuente: TU Dresden (2003)

Fuente: Lange (1985)

Fuente: Fritz y Schulze (2008)

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Efectos del conformado

Fuente: Black y Kohser (2007)

Fuente: Fritz y Schulze (2008)

Efectos del conformado

Fuente: Black y Kohser (2007)Fuente: TU Dresden (2003)

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Efectos del conformado:

 – Grano más fino

 – Menor porosidad

 – Me ores ro iedades mecánicas

Efectos del conformado

 

 – Mayor anisotropía

Resumen

• Fundamentos

 – Deformación plástica – Fricción

  – ra a o p s co

• Clasificación

 – Por estado de esfuerzo

 – Por temperatura

 – Por material en bruto

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• Conformado en frío y en caliente

 – Ventajas y desventajas

• Efectos del conformado en el material

 – Propiedades mecánicas

Resumen

Preguntas?

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Referencias Bibliográficas

Kalpakjian, S. y Schmid, S.(2002). Manufactura, Ingeniería y

Black, J. y Kohser. R. (2007) Materials and Processes inManufacturing. Wiley.

Callister, W. (2002). Fundamentals of Material Science and

Engineering. Wiley.

 American Society of Materials. (1988). Handbook Vol. 14 y 14B.

 ASM International.

Lange, K. (1985). Handbook of metal forming. SME.

Hornbogen, E. y Warlimont G. (2006). Metalle. Springer.TU Dresden (2008). Apuntes del curso Fertigungstechnik I.

Fritz, A. y Schulze, G. (2008). Fertigungstechnik . Springer