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CAPITULO I
1.33.- Una forma de tratamiento superficial de una pieza de metal involucra el trabajo en frio de la capa
superficial, por ejemplo, impactndola con granalla. (Vase tambin la seccin 33.2) De qu manera este
proceso afecta la dureza del material? Por qu no funcionara este proceso con (a) plomo y con (b)
magnesio?
Al efecto de introduccin esfuerzos residuales a compresin en las superficies, mediante el granallado. El plomo
tiene alta densidad, resistencia a la corrosin (en virtud de la capa estable de xido de plomo que se forma para
proteger su superficie), blando, baja resistencia, ductilidad y buena capacidad de trabajo.
1.37 Un sujetapapeles se fabrica de un alambre que tiene 6 plg de largo y 1/32 de pulg de dimetro. Si el
tamao de grano es ASTM es 9. Cuntos granos existen en el sujetapapeles?
CAPITULO II
2.41 Identifique los dos materiales de la figura 2.6 que tienen las elongaciones uniformes ms bajas y ms
altas. Calcule estas cantidades como porcentajes de las longitudes calibradas originales.
2.46. Un cable esta hecho de dos trenzas de materiales diferentes A y B y con secciones transversales como
sigue:
Del material A: K=70000psi, n=0.5, A0=0.6plg2
Del material B: K=25000psi, n=0.5, A0=0.3plg2
Calcule la fuerza mxima a la tensin que este cable puede resistir, antes de formar el cuello.
a) Los materiales con elongaciones ms bajas:
Aluminio 2024-O
Aluminio 2024- T36 Los materiales con elongaciones ms altas:
Acero inoxidable 304
Aluminio 1100-O b) % de longitudes:
Aluminio 2024-O =30%
Aluminio 2024- T36 = 25%
Acero inoxidable 304= 100%
Aluminio 1100-O= 180%
2
a) Material A: K=70000psi, n=0.5, A0=0.6plg2
Debido a que la deformacin justo cuando se forma el cuello corresponde a la carga mxima y la deformacin para
este material es:
El rea real al inicio de la formacin de cuello se obtiene de:
(
)
La mxima carga (P) es:
b) Material B: K=25000psi, n=0.5, A0=0.3plg2
Debido a que la deformacin justo cuando se forma el cuello corresponde a la carga mxima y la deformacin para
este material es:
El rea real al inicio de la formacin de cuello se obtiene de:
(
)
La mxima carga (P) es:
CAPITULO III
3.13 Tiene la corrosin algn efecto benfico en la manufactura? Explique.
La corrosin no tiene un efecto beneficioso debido al agrietamiento por esfuerzo-corrosin que es un ejemplo del
efecto de un ambiente corrosivo en la integridad de un producto que, al ser manufacturado, tiene esfuerzos
residuales en l. Igualmente, los metales trabajados en fro son propensos a tener dichos esfuerzos, de ah que sean
ms susceptibles a la corrosin que los metales trabajados en caliente o recocidos.
3
3.14 Juega la conductividad trmica un papel en el desarrollo de esfuerzos residuales en los metales?
Explique.
La incidencia prctica que tiene la conductividad trmica en los metales se la puede considerar cuando este recibe
calor muy puntual y luego lo transfiere (disipa) dentro del material gracias a su conductividad trmica. Si la
conductividad trmica del metal es alta; la disipacin ser elevada y se producir una disminucin rpida de la
temperatura en la zona caliente. En cambio, si la conductividad trmica del metal es baja, la zona de metal caliente
permanecer as por un periodo de tiempo mayor y har ms lento su enfriamiento.
CAPITULO IV
4.10 Explique lo que significa la severidad del temple.
La severidad del temple depende fundamentalmente de la rapidez de enfriamiento, as es ms severo un temple al
agua que un temple al aceite, y est es ms severo que un temple al aire.
En trminos relativos y en orden decreciente, las capacidades de enfriamiento de varios medios de temple son las
siguientes: salmuera agitada, 5; agua estancada, 1; aceite estancado, 0.3; gas fro, 0.1; aire estancado, 0.02.
4.30 Utilizando la fig. 4.5, estime las siguientes cantidades para una aleacin de 20% cobre, 80% de nquel:
(a) la temperatura de lquidos.
(b) la temperatura de slidos.
(c) el porcentaje de nquel en lquido a 1400C (2550F).
(d) la fase principal a 1400 C.
(e) la relacin de solido a lquido a 1400 C.
CAPITULO V
5.4 Liste y explique las caractersticas de los tipos de lingotes de acero.
Se pueden producir tres tipos de lingotes de acero: calmado, semicalmado y efervescente.
1. Acero calmado. ste es un acero totalmente desoxidado; esto es, se retira el oxgeno eliminando as la
porosidad. En el proceso de desoxidacin, el oxgeno disuelto en el metal fundido se hace reaccionar con elementos
como aluminio, silicio, manganeso y vanadio, que deben agregarse al metal fundido. Estos elementos tienen
4
afinidad con el oxgeno y forman xidos metlicos. Si se utiliza aluminio, al producto se le llama acero calmado en
aluminio. El trmino calmado se refiere a que el acero queda quieto despus de colarse en el molde.
Las inclusiones de xido en el bao fundido (si son lo suficientemente grandes) flotan y se adhieren a (o se
disuelven en) la escoria. Por lo tanto, un acero calmado por completo carece de cualquier porosidad provocada por
gases; tampoco tiene sopladuras (agujeros esfricos grandes cerca de las superficies del lingote). En consecuencia,
las propiedades qumicas y mecnicas de un lingote de acero calmado son relativamente uniformes en toda la masa.
Sin embargo, debido a la contraccin durante la solidificacin, un lingote de este tipo desarrolla un rechupe en la
parte superior (tambin denominada cavidad por contraccin). Tiene la apariencia de un embudo y puede consumir
un volumen sustancial del lingote, ya que debe cortarse y manejarse como chatarra.
2. Acero semicalmado. El acero semicalmado es un acero parcialmente desoxidado. Contiene alguna porosidad
(por lo general en la seccin central superior del lingote), aunque muy poco, o ningn, rechupe. El resultado es que
se reduce el desperdicio.
Aunque el rechupe en el acero semicalmado es menor, esta ventaja se ve superada por la presencia de porosidad en
esa regin. La produccin de los aceros semicalmados es econmica.
3. Acero efervescente. En un acero efervescente, que en general tiene un contenido bajo de carbono (menos de
0.15%), los gases desarrollados se calman (o controlan) parcialmente mediante la adicin de otros elementos, como
el aluminio. Los gases producen sopladuras a lo largo del anillo exterior del lingote, de aqu el trmino
efervescente. Los aceros efervescentes tienen poco o ningn rechupe y poseen una superficie dctil con un buen
acabado superficial. Adems, las impurezas y las inclusiones tienden a segregarse hacia el centro del lingote. Por lo
tanto, los productos fabricados con este acero pueden resultar defectuosos y debe inspeccionarse.
5.19 De dnde proviene el trmino hierro cochino? La palabra cochino proviene de las prcticas iniciales de verter el metal fundido en pequeos moldes de arena
arreglados como una camada de cochinos alrededor de un canal principal. El metal solidificado (arrabio) se utiliza
despus para fabricar hierro y aceros.
5.42 Ahora algunas bebidas se expenden en latas de acero (con tapas de aluminio) que se ven iguales a las
latas de aluminio. Consiga una de cada una de ellas, pselas cuando estn vacas y determine sus espesores
de pared correspondientes.
El peso de una lata vaca de refrescos de 355-ml. pesa 11 gramos., y de una lata de 237-ml. Su peso es de 9 gramos.
La hojalata puede definirse de una manera elemental como una hoja de acero de entre 0,14 y 0,49 mm de espesor,
revestida por ambas caras con una pelcula de estao.
CAPITULO VI
6.4 Cules son los usos principales del cobre? Cules son los elementos de aleaciones en el latn y en el
bronce respectivamente?
Gracias a su alta conductividad elctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material ms utilizado
para fabricar cables elctricos y otros componentes elctricos y electrnicos. El latn (aleacin de cobre y zinc) es
una de las primeras aleaciones desarrolladas y tiene numerosas aplicaciones, incluyendo objetos decorativos. El
bronce es una aleacin de cobre y estao. Existen otros bronces, como el bronce de aluminio (aleacin de cobre y
aluminio) y bronces de estao. El cobre-berilio (o bronce de berilio) y el bronce de fsforo tienen buena resistencia
y dureza en aplicaciones como resortes y rodamientos. Otras aleaciones importantes de cobre son los cupronqueles
y los nqueles de plata.
6.16 Seria ventajoso el trazar los datos de la tabla 6.1 en funcin de costo por peso unitario, en vez de costo
por volumen unitario? Explique y de algunos ejemplos.
5
6.18 Aparte de la resistencia mecnica, que otros factores deben ser considerados en la seleccin de metales
y aleaciones para aplicaciones de alta temperatura?
El rango de temperatura para algunas aplicaciones est en el orden de 1100OC a 2200OC donde la principal
preocupacin es la resistencia mecnica y la oxidacin.
Propiedades como la resistencia a la corrosin, alta conductividad trmica y elctrica, baja densidad y facilidad de
fabricacin.
CAPITULO XI
11.18 De ejemplos de razones para el uso de los insertos para dado.
Tambin se utilizan insertos para diversas partes del molde. Para aumentar la vida de los moldes permanentes, es
similar a la colocacin de palitos de madera en las paletas antes de congelarlas. Para que exista una buena
resistencia entre las fases, las superficies de los insertos deben estar moleteadas, ranuradas o estriadas. Por lo
comn, se utilizan insertos de acero, bronce y latn en aleaciones fundidas a presin en matriz. Al seleccionar los
materiales para los insertos, debe tenerse en consideracin la posibilidad de que ocurra corrosin galvnica. Para
evitar este problema potencial, el inserto se puede aislar, recubrir o tratar superficialmente.
11.19 Cul es la funcin de un corazn?
Se colocan en el molde para formar regiones huecas o para definir la superficie interior de la fundicin.
Tambin se utilizan en la parte exterior de la misma a fin de formar caractersticas como letras sobre la superficie o
cavidades externas profundas.
11.51 El estado lodoso de las aleaciones se refiere a aquel estado entre la temperatura de slidos y lquidos, segn fue descrito en la seccin 10.2. Los metales puros no tienen este estado lodoso. Quiere esto
decir que los metales puros no se pueden colar como barros? Explique.
CAPITULO XIII
13.8 Explique las caractersticas de los distintos tipos de laminadoras.
- laminado plano:
Involucra el laminado de planchas, tiras, lminas y placas, en el laminado plano se presiona el trabajo entre dos
rodillos de manera que su espesor se reduce a una cantidad llamada draft.
- Laminado en anillo:
Es un proceso de deformacin, utilizado para reducir el espesor e incrementar el dimetro, en este proceso de
laminado, las paredes gruesas del anillo son sometidos a una presin determinada ejercida por diferentes dados
obteniendo as paredes ms delgadas, pero de un dimetro mayor.
- Laminado de roscas
6
Este proceso de laminado se realiza en fro se pueden formar roscas rectas o cnicas en varillas redondas cuando
stas pasan a travs de dados para darles la forma. Las roscas se forman sobre el alambre o varilla en cada carrera
de un par de dados planos reciprocantes, en este proceso se mantiene el volumen constante ya que no existe
eliminacin de material. Los productos tpicos son: pernos, tornillos y piezas roscadas.
El proceso puede generar formas similares como ranuras y formas de engrane. Este mtodo tiene la ventaja de
generar roscas sin ninguna prdida de material (desperdicio) y con buena resistencia (debido al trabajo en fro)
- Laminado continuo:
El acero fundido se convierte directamente en planchas gruesas, placas delgadas o tochos. Las planchas gruesas se
producen en 45 minutos a diferencia de las 12 horas que requiere el proceso convencional.
- Laminado de forma:
Se pasa la materia prima a travs de un juego de rodillos especialmente diseados, se laminan formas estructurales
rectas y largas, como barra solida, vigas y rieles de ferrocarril, la seccin transversal del material se va a reducir de
una manera no uniforme.
- Laminado en tndem
La tira es laminada continuamente a travs de un numero de pases con calibres ms pequeos en cada pase, cada
pase e...
13.11 Cmo se manufactura los tubos sin costura?
Perforado rotativo de tubo. Tambin conocido como proceso Mannesmann, es una operacin de trabajo en caliente
para hacer tubera y tubos sin costura largos y de pared delgada (figura). Desarrollado en la dcada de 1880, este
proceso se basa en el principio de que cuando una barra redonda se somete a fuerzas radiales de compresin, se
desarrollan esfuerzos de tensin en su centro. Cuando se somete de manera continua a estos esfuerzos cclicos de
compresin (fig. b), la barra empieza a desarrollar una pequea cavidad en el centro que comienza a crecer. (Este
fenmeno se puede demostrar con una pieza corta y redonda de goma para borrar, si se rueda adelante y atrs sobre
una superficie dura plana, como se muestra en la fig. b). El perforado rotativo de tubo se realiza mediante un
arreglo de rodillos giratorios (fig. c). Los ejes de los rodillos se inclinan para jalar la barra redonda a travs de ellos
por medio del componente axial del movimiento giratorio. Un mandril interno promueve la operacin ampliando el
orificio y dimensionando el dimetro interior del tubo; se puede mantener en su lugar con una barra larga, o puede
ser un mandril flotante sin soporte.
La severa deformacin que sufre la barra obliga a que el material sea de alta calidad y no tenga defectos (ya que se
pueden propagar con rapidez y provocar fallas prematuras de la parte durante el formado).
CAPITULO XIV
14.7 Qu tipo de piezas puede producir el forjado rotatorio?
Conocido como forjado radial, forjado rotatorio o simplemente estampado), El proceso de forjado rotatorio tambin
se puede utilizar para ensamblar accesorios en cables y alambres; en dichos casos, el accesorio tubular se estampa
directamente en el cable. Este proceso se usa asimismo para operaciones como punteado (ahusado de la punta de
una parte cilndrica) y dimensionado (terminacin de las dimensiones de una parte). En este proceso se reduce el
dimetro interno y/o espesor del tubo con el uso de mandriles internos o sin l (fig. 14.15a y b). Para la tubera de
dimetro pequeo se puede utilizar alambre de alta resistencia como mandril. Los mandriles tambin pueden
fabricarse con estras longitudinales que permiten la extrusin de tubos con forma interior (fig. 14.15c). Por
7
ejemplo, el estriado en los caones de las armas (estras internas en espiral que proporcionan el efecto giroscpico a
las balas) se puede producir si se estampa un tubo sobre un mandril con estras en espiral. Se ha construido
maquinaria especial para estampar caones de armas y otras partes con dimetros iniciales grandes, hasta de 350
mm (14 pulgadas).
14.34 Si inspecciona algunos productos forjados, como por ejemplo una llave de tubos, puede ver que las
letras y los nmeros en ellos estn en altorrelieve y no estampados. Explique por qu se hicieron as.
14.47 Use la ecuacin (14.1) para trazar una grfica de la fuerza de forjado F en funcin del radio r de la
pieza. Suponga que el esfuerzo de flujo, YB del material, es constante, y recuerde que el volumen del material
permanece constante durante el forjado. As, cuando h disminuye, r aumenta.
F r h
180 6 1
104,194444 5,5 1,5
66,6666667 5 2
44,55 4,5 2,5
30,2222222 4 3
20,4166667 3,5 3,5
13,5 3 4
8,56481481 2,5 4,5
5,06666667 2 5
2,65909091 1,5 5,5
1,11111111 1 6
0,26282051 0,5 6,5
CAPITULO XV
15.8 Por qu el vidrio es buen lubricante en la extrusin en caliente?
El vidrio es un excelente lubricante para aceros simples e inoxidables, para metales y aleaciones de alta
temperatura La palanquilla caliente conduce calor a dicho soporte, por medio del cual comienza a fundirse como
una delgada capa de vidrio que acta como lubricante en la interfaz del dado conforme avanza la extrusin.
15.56 Haga una lista extensa de productos que se fabriquen o que tengan uno o ms componentes fabricados
con a) Alambre y b) varillas, de diversas secciones transversales.
15.58 Describa los productos que se pueden fabricar con el proceso de extrusin lateral de la figura 15.3c.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 1 2 3 4 5 6 7
F vs r
8
CAPITULO XVI
16.19 Describa las propiedades de los diagramas de lmite de formado (FLD).
Un avance importante en la prueba de formabilidad de las hojas metlicas es el desarrollo de los diagramas de
lmites de formado, como se muestra en la figura 16.4. Un diagrama de lmites de formado (FLD, por sus siglas en
ingls) se construye marcando primero la hoja plana con un patrn de rejilla de crculos (ver fig. 16.15), mediante
tcnicas electroqumicas o de fotograbado. Despus se estira la lmina en bruto sobre un punzn (fig. 16.13a) y se
observa y mide la deformacin de los crculos en las regiones donde ocurri la falla (formacin de cuellos y
rasgado). Aunque suelen tener un dimetro de 2.5 mm a 5 mm (0.1 a 0.2 pulgada), los crculos deben hacerse tan
pequeos como sea prctico para mejorar la precisin de la medicin.
Con el propsito de desarrollar un estiramiento desigual para simular las operaciones reales de formado de las
hojas, los especmenes planos se cortan con anchos variables (fig. 16.13b) y despus se someten a prueba.
Obsrvese que un espcimen cuadrado (a la derecha de la figura) produce un estiramiento biaxial equivalente
(como el que se obtiene al inflar un globo), mientras que un espcimen angosto (a la izquierda de la figura) se
aproxima al estado de estiramiento uniaxial (es decir, tensin simple). Luego de realizar una serie de ensayos en
una lmina metlica en particular y a diferentes anchos, se construye un diagrama de lmites de formado en el que
se muestran las fronteras entre las regiones de falla y las seguras (fig. 16.14b).
Para desarrollar un diagrama de lmites de formado se obtienen las deformaciones ingenieriles mayor y menor,
midiendo la deformacin de los crculos originales. En la figura 16.14a se observa que el crculo se ha deformado
hasta convertirse en elipse, cuyo eje mayor representa la direccin y magnitud mayores del estiramiento. La
deformacin mayor es la deformacin ingenieril en esta direccin y siempre es positiva, ya que la hoja se est
estirando. El eje menor de la elipse representa la magnitud del estiramiento o contraccin en la direccin
transversal.
Sin embargo, ntese que la deformacin menor puede ser positiva o negativa. Por ejemplo, si se coloca un crculo
en el centro de una probeta para ensayo de tensin y despus se alarga uniaxialmente (tensin simple), la probeta se
estrecha al estirarse (debido al efecto de Poisson) y, por lo tanto, la deformacin menor es negativa. (Este
comportamiento se puede demostrar con facilidad estirando una banda de hule y observando los cambios
dimensionales que sufre). En cambio, si colocamos un crculo sobre un globo y lo inflamos, las deformaciones
mayor y menor son ambas positivas y de magnitud equivalente.
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FIGURA 16.15 Deformacin de un patrn de rejilla y rasgado de una hoja metlica durante el formado. Los ejes
mayor y menor de los crculos se utilizan para determinar las coordenadas en el diagrama de lmites de formado de
la figura 16.14b. Fuente: S. P. Keeler.
Al comparar las reas de las superficies del crculo original y del crculo deformado sobre la hoja formada, tambin
puede determinarse si el espesor de la hoja ha cambiado durante la deformacin. Como en la deformacin plstica
el volumen permanece constante, se sabe que si el rea del crculo deformado es mayor que la del crculo original,
la hoja se ha vuelto ms delgada. Este fenmeno se puede demostrar con facilidad inflando un globo y observando
que se vuelve ms translcido conforme se estira (porque se est volviendo ms delgado).
Los datos as obtenidos en los diferentes puntos de cada una de las muestras que aparecen en la figura 16.13b, se
grafican despus como se muestra en la figura 16.14b.
Las curvas representan los lmites entre las zonas de falla y las zonas seguras para cada tipo de metal, y como se
puede observar, cuanto ms elevada sea la curva, mejor ser la formabilidad de un metal en particular. Como se
esperaba, los diferentes materiales y condiciones (como los trabajados en fro o tratados trmicamente) tienen
distintos diagramas de lmites de formado.
Tmese como ejemplo la aleacin de aluminio de la figura 16.14b: si un crculo en un punto especfico de la hoja
ha sufrido deformaciones mayores y menores de ms 20% y menos 10%, respectivamente, no habra
desgarramiento ah. En cambio, si las deformaciones mayores y menores fueran de ms 80% y menos 40%,
respectivamente, en otra ubicacin, existira un desgarramiento en esa parte particular del espcimen. En la figura
16.15 se muestra un ejemplo de una parte producida con una hoja metlica formada con un patrn de rejilla.
Obsrvese la deformacin de los patrones circulares alrededor del desgarramiento de la hoja formada.
Es importante hacer notar, en los diagramas de lmites de formado, que una deformacin por compresin menor de,
digamos, 20%, se asocia con una deformacin mayor ms grande que una deformacin menor a tensin (positiva)
de la misma magnitud. En otras palabras, es deseable que la deformacin menor sea negativa (esto es, que la
contraccin ocurra en la direccin menor). En el formado de partes complejas pueden disearse herramentales
especiales, a fin de aprovechar el efecto benfico de las deformaciones menores negativas en la formabilidad.
El efecto del espesor de las hojas sobre los diagramas de lmites de formado se refleja en la elevacin de las curvas
en la figura 16.14b. Cuanta ms gruesa sea la hoja, ms elevada ser la curva de formabilidad y, por ende, ms
formable. En las operaciones reales de formado, una pieza en bruto gruesa tal vez no se doble tan fcilmente
alrededor de radios pequeos sin agrietarse (como se indica en la seccin 16.5 sobre doblado). La friccin y la
lubricacin en la interfaz entre el punzn y la hoja metlica tambin afectan los resultados de los ensayos. Con unas
interfaces bien lubricadas, las deformaciones en la hoja se distribuyen de manera ms uniforme sobre el punzn. De
igual forma, como era de esperarse, y dependiendo del material y de su sensibilidad a muescas, rayaduras
superficiales, depresiones profundas e imperfecciones, se puede reducir de modo significativo la formabilidad y de
ah llevar a un desgarramiento prematuro y a la falla de la parte.
16.28 Explique por qu las pruebas con copas o depresiones pueden no pronosticar la formalidad de las
hojas metlicas en los procesos reales de formado.
16.66 Trace la grfica de la ecuacin (16.6) en trminos de E, el mdulo de elasticidad, y de Y, el esfuerzo de
fluencia, y describa sus observaciones.
10
CAPITULO XVII
17.26 Explique las causas de las formas de las curvas de la fig 17.9 y sus posiciones relativas.
17.51 Haga una grfica del tamao de la abertura en funcin del tamao de la malla, para las cribas que se
usan en la clasificacin de los polvos metlicos.
Tamao Malla
Abertura (um)
30 600
100 150
400 38
17.87 Hay rebabas que se formen en el moldeo de barbotina? Qu propone usted para eliminarla?
La barbotina debe tener suficientes fluidez y baja viscosidad para fluir con facilidad dentro del molde, de manera
muy similar a la fluidez de los metales fundidos. El vaciado de la barbotina se tiene que realizar en forma
apropiada, ya que el aire atrapado puede constituir un problema significativo durante el vaciado.
0
100
200
300
400
500
600
700
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Abertura vs Tamano Malla
11
CAPITULO XIX
19.11 Qu procesos descritos en este captulo se adaptan mejora la produccin de piezas de cermicos?
Por qu?
La manufactura con partculas balsticas, que expulsa un chorro cermico por un orificio pequeo hasta una
superficie con un mecanismo parecido al chorro de tinta, el aglutinante se dirige hacia una capa de polvos de
cermico. Los moldes necesitan post-procesarse en dos etapas: curado a 150oC y despus quemado de 1000oC a
1500oC.
19.20 Si se van a fundir piezas por el mtodo de molde cermico (a la cera perdida), se pueden producir con
ms rapidez si tienen una cascara slida y un interior poroso. Estime el material y la reduccin del tiempo de
produccin para producir un cilindro hueco de 125mm (5plg) de alto y 62.5 mm (2.5 plg) de dimetro.
Suponga que se van a analizar la estereolitografia o un modelado por deposicin de fundido, con foco de
0,625 mm (0.025plg) de dimetro de foco o de filamento, respectivamente. Para asegurar la integridad de la
parte, se trazaran dos contornos en torno a la periferia de la parte, en cada superficie. Use una velocidad de
travesa de laser o de cabeza de extrusin de 50mm por segundo.
CAPITULO XVI
26.2 Diga el nombre de los procesos que intervienen en el maquinado qumico. Describa sus principios en
forma breve.
El maquinado qumico se desarroll a partir de la observacin de que los productos qumicos atacan y afectan a la
mayora de los metales, piedras y algunos cermicos, retirando as pequeas cantidades de material de la superficie.
El proceso CM se efecta mediante la disolucin qumica y el uso de reactivos o atacantes, como las soluciones
cidas y alcalinas. El maquinado qumico es el ms antiguo de los procesos de maquinado avanzado y se utiliza en
el grabado de piedras y metales, en rebabeo y en la produccin de tableros para circuitos impresos y dispositivos
microelectrnicos.
Fresado qumico. En el fresado qumico se producen cavidades poco profundas en placas, lminas, forjas y
extrusiones, por lo general para la reduccin global de peso. Este proceso se ha utilizado en una amplia variedad de
metales, con profundidades de remocin de metal hasta de 12 mm (0.5 pulgada). El ataque selectivo del reactivo
qumico sobre diferentes reas de la superficie de la pieza de trabajo se controla por medio de capas removibles de
material (llamado enmascaramiento), o mediante la inmersin parcial en el reactivo.
Troquelado qumico. El troquelado qumico es similar al troquelado de lminas u hojas metlicas en que se utiliza
para producir rasgos que traspasan el espesor del material, con la excepcin de que el material se retira mediante
disolucin qumica, ms que por cizallamiento. Las aplicaciones comunes del troquelado qumico son el ataque sin
dejar rebabas en las tarjetas para circuitos impresos, tableros decorativos y estampados de lminas metlicas
delgadas, as como la produccin de formas complejas o pequeas.
Troquelado fotoqumico. El troquelado fotoqumico (tambin llamado fotoataque) es una modificacin del
fresado qumico. El material se retira (por lo general de una delgada lmina) mediante tcnicas fotogrficas. Se
pueden troquelar formas complejas y sin rebabas (fig. 27.5) sobre metales hasta de 0.0025 mm (0.0001 pulgada) de
espesor. Este proceso, al que algunas veces se le denomina maquinado fotoqumico, tambin se utiliza para ataque
de superficies.
26.25 Describa sus ideas respecto al maquinado con rayo lser de materiales no metlicos. Cite algunas
aplicaciones posibles, incluyendo sus ventajas en comparacin con otros procesos.
26.35 Cules de los procesos descritos son adecuados para producir orificios muy pequeos y profundos?
Por qu?
12
Una modificacin del ECM es el maquinado electroltico con forma de tubo (STEM, por sus siglas en ingls),
utilizado para taladrar orificios profundos de dimetro pequeo, como en los labes para turbinas. La herramienta
es un tubo de titanio, recubierto con una resina aislante elctrica. Se pueden taladrar orificios tan pequeos como
0.5 mm, con relaciones de profundidad a dimetro hasta de 300:1. No provoca ningn dao trmico a la parte y la
falta de fuerzas de la herramienta evita la distorsin de la parte.
CAPITULO XXXIII
33.15 Cules son las semejanzas y diferencias entre electrodeposicin y anodizado?
Por lo general, la electrodeposicin del metal comprende la electrodeposicin de una pelcula delgada de nquel
La electrodeposicin ocurre en las reas que no estn enmascaradas, produciendo al final una imagen idntica a la de la mscara
En la electrodeposicin, la pieza de trabajo (ctodo) se deposita con un metal diferente (nodo), que se transfiere mediante una solucin electroltica base agua.
Por lo comn, el tiempo requerido para la electrodeposicin es largo, porque la velocidad de deposicin suele ser del orden de En general, las capas delgadas depositadas son del orden de y las capas gruesas pueden ser hasta de 500 .
En ocasiones se agregan sales de metales adicionales a la solucin, o se usa un nodo de sacrificio del metal a recubrir dentro del tanque de electrodeposicin, que se disuelve a la misma velocidad con que se
deposita el metal.
Se puede lograr una electrodeposicin simple en un solo bao o tanque de proceso, pero es ms comn utilizar una secuencia de operaciones en una lnea de deposicin.
Ejemplos de electrodeposicin incluyen el cobrizado de alambre de aluminio y tarjetas de fenlicos para circuitos impresos, el cromado de herramientas manuales, el estaado de conexiones elctricas de cobre
(para facilitar la soldadura), el galvanizado de lmina metlica, y la deposicin en componentes como las
matrices para el trabajo de los metales que requieren resistencia al desgaste y excoriacin (soldadura en
fro de pequeas piezas de la superficie de la pieza de trabajo). Metales como el oro, la plata y el platino
son materiales de electrodeposicin importantes en la industria electrnica y en la joyera.
Tambin se puede utilizar la deposicin sin electricidad con materiales no conductivos, como plsticos y cermicos. Este proceso es ms costoso que la electrodeposicin. Sin embargo, a diferencia de esta ltima,
el espesor del recubrimiento de la deposicin sin electricidad siempre es uniforme.
Es un proceso de oxidacin (oxidacin andica) en el que las superficies de la pieza de trabajo se convierten en una capa dura y porosa de xido que proporciona resistencia a la corrosin y un acabado
decorativo.
La pieza es el nodo en una celda electroltica inmersa en un bao de cido, que produce una adsorcin de oxgeno del bao.
Se pueden utilizar tintes orgnicos de varios colores (por lo general negro, rojo, bronce, dorado o gris) para producir pelculas superficiales estables y durables.
La anodizacin se aplica en muebles y utensilios de aluminio, formas arquitectnicas, molduras automotrices, marcos para pinturas, llaves y artculos deportivos.
Las superficies anodizadas tambin sirven como una buena base para pintar, en particular sobre aluminio, que de lo contrario sera difcil de pintar.
33.20 Describa ejemplos de diseo de piezas que sean adecuados para el galvanizado por inmersin en
caliente
En la inmersin en caliente, la pieza de trabajo (por lo general acero o hierro) se sumerge en un bao de metal
fundido, como (a) zinc, para lmina de acero galvanizado y accesorios de plomera; (b) estao, para hojalata y latas
de estao para contenedores de alimentos; (c) aluminio (aluminizacin), y (d) terne, una aleacin de plomo con
10% a 20% de estao.
Los recubrimientos por inmersin en caliente de partes discretas proporcionan resistencia a la corrosin de largo
plazo a tubos galvanizados, accesorios de plomera y muchos otros productos.
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33.28 Se hace un bruido con rodillo a un eje para aumentar su duracin a la fatiga. Se nota que el acabado
superficial resultante es malo, y se propone maquinar la capa superficial para aumentar la vida a la fatiga.
Funcionar esto? Por qu?
Mediante el bruido con rodillos se induciendo esfuerzos residuales a compresin en las superficies, por ejemplo,
mediante chorro de granalla o