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Deformación Deformación Presentation Transcript

  • Deformación de
    Metales
  • LA PLASTICIDAD DE LOS METALES
    DEFORMACIÓN Y ESFUERZO EN METALES. DIAGRAMA  VS .
    • DEFORMACIÓN ELÁSTICA.- ES LA DEFORMACIÓN QUE EXPERIMENTA UN METAL BAJO LA ACCIÓN DE UNA CARGA, INVOLUCRA UN MOVIMIENTO DE LOS PLANOS ÁTÓMICOS, SIN QUE LOS ÁTOMOS SE MUEVAN DE UN SITIO PROPIO DE LA RED A OTRO. POR ELLO ESTA DEFORMACIÓN NO ES PERMANENTE Y DESAPARECE CUANDO LA CARGA QUE LA PRODUJO DEJA DE ACTUAR.
    • DEFORMACIÓN PLÁSTICA.- ES LA DEFORMACIÓN QUE EXPERIMENTA UN METAL BAJO LA ACCIÓN DE UNA CARGA E INVOLUCRA UN MOVIMIENTO DE LOS PLANOS ATÓMICOS EN LOS QUE LOS ÁTOMOS QUE LOS COMPONEN SE MUEVEN DE UN SITIO PROPIO DE LA RED A OTRO. ESTA DEFORMACIÓN ES PERMANENTE, ES DECIR, AÚN CUANDO LA CARGA DEJE DE ACTUAR EL METAL YA NO RECUPERA SU FORMA Y DIMENSIONES ORIGINALES.
    LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA SE INICIA CUANDO EL METAL SOBREPASA UN VALOR DE ESFUERZO CONOCIDO COMO “LÍMITE ELÁSTICO”. ESTE VALOR SE PUEDE ENCONTRAR A PARTIR DE UN DIAGRAMA ESFUERZO - DEFORMACIÓN QUE SE OBTIENE POR MEDIO DE UN ENSAYO DE TENSIÓN.
  • MÁQUINA UNIVERSAL PARA PRUEBAS DE TENSIÓN Y PROBETA PARA TENSIÓN.
    EL ENSAYO DE TENSIÓN ES UNA PRUEBA QUE SE REALIZA EN LOS MATERIALES A FIN DE PODER OBTENER UNA SERIE DE DATOS SOBRE SU RESISTENCIA MECÁNICA.
    EL ENSAYO SE LLEVA A CABO SUJETANDO LA PROBETA A UNA CARGA QUE AUMENTA CONTINUAMENTE HASTA QUE LA PROBETA SE FRACTURA.
    PARA CADA CARGA APLICADA SE MIDE EL CAMBIO QUE SE VA OBTENIENDO ENTRE LOS PUNTOS MARCADOS.
    LA LONGITUD DE CALIBRACIÓN ES DE DOS PULGADAS SIN CARGA APLICADA.
  • DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIÓN
    ESFUERZO Y DEFORMACIÓN DE INGENIERÍA:
    ESFUERZO Y DEFORMACIÓN REALES:
  • LÍMITE DE FLUENCIA AL 0.2% O RESISTENCIA A LA FLUENCIA AL 0.2%.
  • Principales ensayos de dureza y sus características
  • RELACIÓN ENTRE LAS DISTINTAS ESCALAS DE DUREZA.
  • MECANISMOS DE LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA. DISLOCACIONES DE BORDE.
  • Movimiento de una dislocación DE BORDE
    EL MOVIMIENTO DE UNA DISLOCACIÓN DENTRO DE UN METAL SE PUEDE COMPARAR A LA FORMA EN QUE SE MUEVE UN GUSANO.
    EL GUSANO PARA MOVERSE ARQUEA SU CUERPO (INTRODUCE UN DEFECTO EN SU CUERPO) Y ESTE ARCO SE VA MOVIENDO A LO LARGO DE SU CUERPO HASTA LLEGAR A SU CABEZA, LA CUAL SE MUEVE UNA DISTANCIA IGUAL AL ARCO QUE INTRODUJO INICIALMENTE.
    LA DISLOCACIÓN ES UN DEFECTO QUE ESTÁ PRESENTE EN EL METAL Y AL ACTUAR UN SISTEMA DE ESFUERZOS CORTANTES, DEBIDOS A LA APLICACIÓN DE UNA CARGA EXTERNA, LA DISLOCACIÓN SE MUEVE SOBRE SU PLANO DE DESLIZAMIENTO, HASTA QUE FINALMENTE SALE A LA SUPERFICIE DEL METAL, PRODUCIENDO UN ESCALÓN.
  • CIRCUITO DE BURGUERS Y VECTOR DE BURGUERS
    UN CIRCUITO DE BURGUERS SE TRAZA ALREDEDOR DE UNA DISLOCACIÓN A FIN DE PODER CONOCER LA MAGNITUD DEL DEFECTO.
    ESTE CIRCUITO SE TRAZA RECORRIENDO IGUAL NÚMERO DE DISTANCIAS ENTRE ÁTOMOS HACIA LA IZQUIERDA QUE HACIA LA DERECHA Y DE IGUAL FORMA HACIA ABAJO QUE HACIA ARRIBA.
    DEBIDO A LA PRESENCIA DEL DEFECTO, EL INICIO DEL CIRCUITO NO CORRESPONDE CON EL FINAL DE ESTE. EL VECTOR QUE CIERRA EL CIRCUITO SE CONOCE COMO “VECTOR DE BURGUERS” Y SE DENOTA POR “b”.
  • DISLOCACIÓN DE TORNILLO
  • FUENTE DE DISLOCACIONES
    LAS FUENTES DE DISLOCACIONES SE GENERAN EN TODOS LOS MATERIALES METÁLICOS DEBIDO AL GRAN NÚMERO QUE DE ELLAS SE ENCUENTRAN PRESENTES EN ELLOS Y A QUE ESTOS POSEEN TAMBIÉN UN GRAN NÚMERO DE IMPERFECCIONES QUE EN UN MOMENTO DADO CONTRIBUYEN A LA FORMACIÓN DE FUENTES DE DISLOCACIONES.
    LA MICRFOFOTOGRAFÍA EN (e) MUESTRA UNA FUENTE DE DISLOCACIONES DE “FRANK-READ” EN LA QUE YA SE HAN FORMADO TRES LAZOS CERRADOS DE DISLOCACIÓN Y EL CUARTO ESTÁ POR FORMARSE.
    EN LOS INCISOS (a), (b), (c) Y (d) SE MUESTRA LA FORMACIÓN DE UN LAZO DE DISLOCACIÓN
  • FUENTE DE DISLOCACIONES Y APILAMIENTO DE DISLOCACIONES
  • MOVIMIENTO DE UNA DISLOCACIÓN DE BORDE
  • DEFORMACIÓN PLÁSTICA DE UN METAL BAJO CARGA
    DEFORMACIÓN PLÁSTICA.
    MECANISMO DE LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA:
    1° SE REQUIERE DE LA PRESENCIA DE DISLOCACIONES EN EL METAL. UN METAL RECOCIDO POSEE DISLOCACIONES EN EL ORDEN DE: 105 A 106 LÍNEAS DE DISLOCACIÓN/ cm2
    2° LA APLICACIÓN DE UNA CARGA EXTERNA, SUFICIENTEMENTE GRANDE PARA SUPERAR EL LÍMITE ELÁSTICO, PRODUCE DENTRO DEL METAL ESFUERZOS CORTANTES LOS CUALES HACEN QUE LAS DISLOCACIONES SE MUEVAN.
    3° LA REGIÓN ENFRENTE DE LA DISLOCACIÓN ESTÁ LIBRE DE DEFORMACIÓN PLÁSTICA, MIENTRAS QUE LA REGIÓN POR LA CUAL YA PASÓ LA DISLOCACIÓN, YA SUFRIÓ DEFORMACIÓN PLÁSTICA.
    4° INTERNAMENTE EN EL METAL SE FORMANFUENTES DE DISLOCACIONES, LAS CUALES GENERANLAZOS DE DISLOCACIONES, LOS CUALES TIENEN EL MISMO PLANO DE DESLIZAMIENTO, POR LO QUE AL ENCONTRARSE CON UN OBSTÁCULO O BARRERA, FRENAN SU MOVIMIENTO GENERANDO UN APILAMIENTO EL CUAL TRAE COMO CONSECUENCIA LA FORMACIÓN DE UNAFISURA.
    5° MIENTRAS SE PUEDAN MOVER LAS DISLOCACIONES SE PUEDE CONTINUAR DEFORMANDO PLÁSTICAMENTE EL METAL.
  • MECANISMOS DE LA DEFORMACIÓN PLASTICA Y EL ENDURECIMIENTO. APILAMIENTO DE DISLOCACIONES Y FORMACIÓN DE UNA FISURA
  • ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN PLÁSTICA
    MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN PLÁSTICA:
    1° SE REQUIERE DE LA APLICACIÓN DE UNA CARGA QUE GENERE INTERNAMENTE EN EL METAL, UN ESFUERZO MAYOR QUE SULÍMITE ELÁSTICO PARA INICIAR EL MOVIMIENTO DE LAS DISLOCACIONES.
    2° PARA UNA CARGA DADA, LAS DISLOCACIONES SUFREN UNA CIERTA CANTIDAD DE MOVIMIENTO Y AUNQUEN SIGA ACTUANDO DICHA CARGA, LAS DISLOCACIONES YA NO SE MUEVEN.
    BAJO ESTA CARGA, EL METAL YA SUFRIÓ UN CIERTO ENDURECIMIENTO.
    3° SI SE QUIERE CONTINUAR DEFORMANDO EL METAL, SE NECESITA AUMENTAR LA CARGA EXTERNA, DE MANERA QUE INTERNAMENTE SE GENERE UN ESFUERZO CORTANTE QUE PONGA NUEVAMENTE EN MOVIMIENTO LAS DISLOCACIONES Y SE DEFORME UN POCO MÁS EL METAL.
    LAS DISLOCACIONES SOLAMENTE SE MOVERÁN UNA CIERTA DISTANCIA BAJO LA NUEVA CARGA.
    4° AL MOVERSE LAS DISLOCACIONES, DENTRO DEL METAL,SURGEN INFINIDAD DE FUENTES DE DISLOCACIONES, LAS QUE GENERAN UN GRAN NÚMERO DE DISLOCACIONES EN METALES QUE HAN SIDO SEVARAMENTE DEFORMADOS (APROX ENTRE 40 A 50%), AUMENTANDO SU NÚMERO EN EL ORDEN DE:
  • ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN PLÁSTICA
    5° EL AUMENTO EN EL NÚMERO DE DISLOCACIONES TIENE COMO CONSECUENCIA LA FORMACIÓN DE UNA SELVA O MARAÑA DE DISLOCACIONES, LO QUE OCACIONA INFINIDAD DE PUNTOS DE ANCLAJE, REDUCIENDO NOTABLEMENTE SU POSIBILIDAD DE MOVIMIENTO. EN ESTE PUNTO ES CUANDO EL METAL YA ADQUIRIÓ UNA GRAN DUREZA, PERO A LA VEZ UNA GRAN FRAGILIDAD POR LA PRESENCIA DE INFINIDAD DE FISURAS.
    6° EL MECANISMO QUE EXPLICA EL PORQUE SE TIENE QUE AUMENTAR EL ESFUERZO CORTANTE PARA MOVER LAS DISLOCACIONES ES EL SIGUIENTE:
    AL APLICAR LA CARGA EXTERNA, INTERNAMENTE SE GENERAN ESFUERZOS CORTANTES QUE PROVOCAN EL MOVIMIENTO DE LAS DISLOCACIONES; SIN EMBARGO, AL APILARSE ÉSTAS, GENERAN UN ESFUERZO QUE SE OPONE AL ESFUERZO CORTANTE QUE GENERÓ SU MOVIMIENTO Y AL IGUALARSE AMBOS ESFUERZOS, CESA EL MOVIMIENTO DE LAS DISLOCACIONES.
    AL AUMENTAR LA CARGA EXTERNA, EL ESFUERZO CORTANTE INTERNO AUMENTA Y SE VUELVEN A MOVER LAS DISLOCACIONES (SE CONTINÚA LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA DEL METAL), CONTINUANDO SU APILAMIENTO, LO QUE HACE QUE AUMENTE EL ESFUERZO GENERADO POR ESTE APILAMIENTO Y AL IGUALAR AL ESFUERZO CORTANTE LAS DISLOCACIONES DEJAN DE MOVERSE.
    EL AUMENTO EN LA CARGA EXTERNA NOS ESTÁ INDICANDO QUE EL METAL ESTÁ SUFRIENDO UN PROCESO DE ENDURECIMIENTO.
    ENDURECER UN METAL IMPLICA FRENAR EL MOVIMIENTO DE LAS DISLOCACIONES
  • ETAPAS EN EL RECOCIDO DE UN METAL TRABAJADO EN FRÍO
  • METODOS DE ENDURECIMIENTO
    LOS MÉTODOS DE ENDURECIMIENTO QUE ANALIZAREMOS EN ESTE PUNTO SE BASAN EN FRENAR EL MOVIMIENTO DE LAS DISLOCACIONES POR MEDIO DE LA GENERACIÓN DE OBSTÁCULOS O BARRERAS, Y SON:
    ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN PLÁSTICA
    ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
    ENDURECIMIENTO POR PRECIPITACIÓN
    ENDURECIMIENTO POR AFINO DE GRANO
    ENDURECIMIENTO POR DISPERSIÓN
    ENDURECIMIENTO POR SEGUNDA FASE
  • Endurecimiento por deformación plástica
    Este endurecimiento se presenta cuando un material es trabajado en frío. Internamente crece el número de dislocaciones pudiendo distinguir dos procesos de endurecimiento, uno que tiene que ver con el apilamiento de dislocaciones sobre su plano de deslizamiento y otro con la intersección de los planos de deslizamiento activos, creándose en ambos casos un esfuerzo contrario al esfuerzo producido por cargas externas, que tiene que ser vencido a fin de continuar deformando el material.
    Endurecimiento por solución sólida
    La formación de una solución sólida entre dos elementos nos lleva a un endurecimiento de la aleación, ya que los átomos de soluto sirven de obstáculo al movimiento de las dislocaciones; por este motivo, la aleación resultante de la formación de una solución sólida tendrá mayor dureza y resistencia mecánica que los elementos en su forma pura.
  • c) Endurecimiento por precipitación
    En la formación de aleaciones, aparte de la posibilidad de la formación de una solución sólida, existe la posibilidad de la aparición de una segunda fase en la matriz de la primera fase, buscándose controlar lo mejor posible la precipitación de la segunda fase con el fin de lograr una distribución homogénea, lo que le dará al material sus mejores características mecánicas. En este caso, nuevamente las dislocaciones se encontrarán con obstáculos (la fase dispersa en la matriz de la aleación) los cuales impiden su libre movimiento, llevándonos a un endurecimiento de la aleación.
    d) Endurecimiento por afino de grano
    El afino de grano de un metal, es otro de los procesos que nos llevan al endurecimiento de los metales y aleaciones. Al hacer más pequeño el grano, se reduce la distancia libre que puede recorrer una dislocación, con lo cual no existe la posibilidad de que las dislocaciones dentro de un metal se muevan grandes distancias sin que comiencen a apilarse por la presencia de un obstáculo que en este caso será el límite de grano.
  • e) Endurecimiento por dispersión.
     
    Este tipo de endurecimiento tiene que ver con el uso de partículas ajenas a los elementos de aleación, buscándose que al trabajar el material a temperaturas elevadas estas partículas no puedan disociarse, ni disolverse, ni difundirse en la aleación para formar partículas con mayor diámetro. Estas partículas servirán de obstáculos al movimiento de las dislocaciones.
    f) Endurecimiento por segunda fase
    Al alear dos elementos, por lo general, para una composición mayor del 10 % atómico, es difícil que se siga formando una solución sólida entre los átomos de solvente y de soluto, produciéndose una precipitación de una segunda fase con las características descritas en la sección 2.2.2. Esta segunda fase produce un endurecimiento de la aleación, mayor que el logrado por la formación de una solución sólida, pero menor que el obtenido por la precipitación homogénea.
  • LÍMITE DE GRANO.
  • ESFUERZO CORTANTE (CIZALLANTE) CRÍTICO RESUELTO
    LA CANTIDAD DE DESLIZAMIENTO EN UN MONOCRISTAL BAJO CARGA , DPNDE DE LA MAGNITUD DEL ESFUERZO CORTANTE PRODUCIDO POR LA CARGA EXTERNA, DE LA GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA CRISTALINA Y DE LA ORIENTACIÓN DE LOS PLANOS DE DESLIZAMIENTO ACTIVOS CON RESPECTO A LOS ESFUERZOS CORTANTES.
    EL DESLIZAMIENTO SE INICIA CUANDO EL ESFUERZO CORTANTE SOBRE EL PLANO DE DESLIZAMIENTO EN LA DIRECCIÓN DE DESLIZAMIENTO ALCANZA UN VALOR UMBRAL LLAMADO “ESFUERZO CORTANTE CRÍTICO RESUELTO”.
    CONSIDEREMOS UN MONOCRISTAL CILÍNDRICO COMO EL MOSTRADO EN LA FIGURA, SIENDO A EL ÁREA DE SU SECCIÓN TRANSVERSAL. EL ÁNGULO ENTRE LA NORMAL AL PLANO DE DESLIZAMIENTO Y EL EJE DE TENSIÓN ES  Y EL ÁNGULO ENTRE EL EJE DE TENSIÓN Y LA DIRECCIÓN DE DESLIZAMIENTO ES .
  • CÁLCULO DEL ESFUERZO CORTANTE CRÍTICO RESUELTO
    EL ÁREA DEL PLANO DE DESLIZAMIENTO ESTÁ DADO POR:
    A/COS 
    Y LA COMPONENTE DE LA CARGA AXIAL ACTUANDO SOBRE EL PLANO DE DESLIZAMIENTO EN LA DIRECCIÓN DE DESLIZAMIENTO ESTÁ DADA POR:
    P COS 
    DE AQUÍ QUE EL ESFUERZO CORTANTE CRÍTICO RESUELTO ESTÁ DADO POR:
  • ALEACIONES DE USO INDUSTRIAL
    SE CLASIFICAN, INDEPENDIENTEMENTE DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN QUE SE PUEDEN AGREGAR EN:
    ACEROS: CONTENIDO DE CARBONO  2.11 %
    FUNDICIONES: 2.11%  % C  6.69 %
    SE DA UNA CLASIFICACIÓN A LOS ACEROS EN TÉRMINOS DE SU DUREZA
    SE CONSIDERA UNA DIVISIÓN DE LOS ACEROS RESPECTO A LA COMPOSICIÓN EUTECTOIDE:
    LAS FUNDICIONES TAMBIÉN SE CLASIFICAN DE ACUERDO A SU CONTENIDO DE CARBONO:
  • DESIGNACIÓN SAE PARA ACEROS AL CARBONO Y ALEADOS
  • EFECTO DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN
  • CLASIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO
    EL PRIMER DÍGITO INDICA EL ELEMENTO DE ALEACIÓN PRINCIPAL Y LOS NÚMEROS RESTANTES SE REFIEREN A LA COMPOSICIÓN ESPECÍFICA DE LA ALEACIÓN.
    EL GRADO DE ENDURECIMIENTO ESTÁ DADO POR LA DESIGNACIÓN T O H, DEPENDIENDO DE SI LA ALEACIÓN ES TRATADA TÉRMICAMENTE O ENDURECIDA POR DEFORMACIÓN, OTRAS CLASIFICACIONES INDICAN SI LA ALEACIÓN ES RECOCIDA (O), TRATADA POR SOLUCIÓN (N), O USADA EN SU CONDICIÓN DE FABRICACIÓN (F), LOS NÚMEROS QUE SIGUEN A LA T Ó H INDICAN LA CANTIDAD DE ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN, EL TIPO EXACTO DE TRATAMIENTO TÉRMICO O EL PROCESAMIENTO DE LA ALEACIÓN.
  • ALEACIONES DE COBRE
    El cobre y sus aleaciones se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones industriales, debido a su alta conductividad térmica y eléctrica, su buena resistencia a la corrosión bajo su amplio rango de condiciones de operación, su facilidad de fabricación y su disponibilidad.
     
    El cobre comercialmente puro es altamente maleable y dúctil y se puede endurecer por trabajo en frío o por aleación. Entre los elementos más frecuentes usados para aleación están el zinc, aluminio, estaño y silicio. Sin embargo, se puede considerar que el zinc es el más importante.
    Los latones contienen entre 5 y 45% Zn con o sin pequeñas cantidades de otros elementos de aleación. El cobre-cinc forma una serie de soluciones sólidas como latones  conteniendo Zn en cantidades entre 5 a 37% y teniendo la misma estructura cristalina del cobre, lo que explica su ductilidad y la facilidad de ser trabajados en frío.
  • El nombre “bronces” se da a una amplia variedad de aleaciones de cobre y estaño. Muchos bronces comerciales contienen entre 2 y 13% de estaño y son más duros y resistentes que los latones, mostrando generalmente mejor resistencia a la corrosión. La adición de 0.2% a 0.4% de fósforo mejora la resistencia, sobre todo bajo condiciones de trabajado en frío. Otros tipos de bronces comerciales contienen elementos de aleación como aluminio, silicio y berilio.
     
    Los cuproníqueles, son aleaciones a base de cobre conteniendo de 5 a 30% Ni. Debido a la mutua solubilidad del cobre y el níquel en el estado sólido, los cuproníqueles son aleaciones de una sola fase que pueden trabajarse en frío fácilmente. Sus propiedades mecánicas también como su resistencia a la corrosión y al calor, aumentan en forma progresiva con el aumento en el contenido de níquel.
  • Las aleaciones para forja se pueden endurecer considerablemente por trabajo en frío, mientras que las aleaciones para fundición, conteniendo elementos como hierro, silicio, aluminio y estaño, pueden endurecerse por envejecimiento. Las aleaciones para forja son disponibles en tres rangos de composiciones: 90% Cu - 10% Ni, 80% Cu - 20% Ni y 70% Cu - 30% Ni y tienen su mejor aplicación como aleaciones resistentes a la corrosión para uso en agua salada y salobre.
  • ALEACIONES DE NIQUEL
    El níquel y aleaciones con alto contenido de níquel se usan ampliamente debido a su notable resistencia a la corrosión y a su resistencia a altas temperaturas. El níquel comercialmente puro es casi tan duro como un acero de bajo carbono, pero no puede endurecerse por tratamiento térmico.
     
    Las aleaciones níquel-cobre, conteniendo cantidades mayores de 50% Ni forman una solución sólida con el cobre, con estructura FCC, siendo la aleación más importante el “Monel”, con una composición de 63 a 70% Ni y hasta 30% Cu.
     
    Otro grupo de aleaciones a base de níquel muy importantes son las superaleaciones que comprenden aleaciones níquel-cromo-hierro, las cuales se pueden producir para fundición, forja y polvos. La resistencia de esas aleaciones se incrementa con un endurecimiento de la solución sólida, por la adición de elementos como V, Cr, Mo, W, Co y otros.
  • ALEACIONES DE MAGNESIO
    El magnesio es el más ligero de los metales de uso en Ingeniería; posee una estructura HC y su uso principal como elemento puro es como elemento de aleación.
     
    Las aleaciones de magnesio se emplean por lo general en donde se puede usar con más ventaja su baja densidad, Por ejemplo: en la fabricación de escaleras, herramientas manuales, carcazas de trenes de aterrizaje, cubiertas de segadoras de pasto, etc.
    El magnesio y sus aleaciones tienen una resistencia muy pobre a la corrosión, en particular al agua de mar, por lo que suele utilizarse como ánodo de sacrificio en los barcos.
     
    Las aleaciones de Magnesio se clasifican con una designación de dos letras que representan los elementos de aleación, seguidas de números que representan las cantidades de ellos:
  • A Aluminio
    B Bismuto
    C Cobre
    D Cadmio
    P Plomo
    Q Plata
    T Estaño
     R Cromo
    E Lantánidos
    F Hierro
    G Magnesio
    H Torio
    S Silicio
    T Estaño 
    Z Antimonio
     
    K Circonio
    L Litio
    M Manganeso
    N Níquel
    Z Zinc
  • ALEACIONES DE TITANIO
    El titanio existe en dos estados cristalinos: La Fase con estructura HC , estable por debajo de los 883º C y la fase  con estructura BCC, estable por arriba de los 883º C.
     
    La temperatura de transformación entre las fases se puede modificar por la adición de elementos de aleación; por ejemplo, el vanadio es un estabilizador de la fase  , mientras que el aluminio lo es de la fase  lo que hace que este metal sea importante como elemento aleante en muchas de las aleaciones de titanio.
     
    El titanio encuentra numerosas aplicaciones industriales debido a su resistencia a la corrosión y alta resistencia mecánica. Para requerimientos de alta resistencia hay varias aleaciones bifásicas que pueden emplearse; la más ampliamente utilizada es la Ti - 6 Al - 4V, en ella la fase  es estable por arriba de los 1 000o C, mientras que por debajo de ella coexisten las fases  y , haciéndola una aleación de dos fases.
  • El éxito del uso de la aleación Ti - 6 Al - 4V, la cual se produce por técnicas de metalurgia de polvos, depende de la microestructura la cual se puede controlar y modificar en forma adecuada por medio de tratamientos mecánicos y térmicos para obtener una resistencia, ductilidad y tenacidad óptimas. Un enfriamiento rápido (temple) desde temperaturas por arriba de los 1 000o C, nos lleva a la obtención de microestructura martensítica con estructura cristalina HC, la cual contiene vanadio en supersaturación. Un subsecuente envejecimiento de esta aleación permite la formación de la fase ´, la cual se forma por la precipitación de fase  sobre las placas de martensita.
     
    Otras aleaciones de alta resistencia, monofásicas  y bifásicas  +  son: Ti - 6Al - 6V - 2Sn usados en armazones aéreos y la super  Ti - 6Al - 2Sn - 4Zr - 6Mo usada en máquinas para Jets. El titanio comercialmente puro y la aleación Ti - 6Al - 4V tienen aplicación en implantes y aparatos para fijación.
  • TRABAJO EN FRÍO
    Conocido también comoformado en frío, es el proceso de conformado de un metal efectuado a temperatura ambiente o ligeramente arriba.
    Las ventajas significativas de este proceso en comparación con el trabajo en caliente son:
    - Proporciona mejor precisión (tolerancias más estrechas).
    - Mejor acabado superficial.
    - Aumento de la resistencia y la dureza debido al endurecimiento
    por deformación.
    - El flujo de los granos en la dirección de deformación, nos lleva
    a la posibilidad de obtener propiedades direccionales en la pieza
    resultante.
    - No es necesario contar con hornos por no requerir calentamiento
    el material, logrando mayores velocidades de producción.
  • Las desventajas de este proceso de conformado son:
     
    -Se requiere mayor potencia para llevar a cabo las
    operaciones de conformado.
    -La pérdida de ductilidad por el endurecimiento por
    deformación del metal limita la cantidad de trabajo o
    conformado que puede hacerse sobre la pieza.
    -En algunas ocasiones debe recocerse la pieza trabajada
    en frío para poder llevarla a la forma final deseada, esto
    se conoce como recocido intermedio y es costoso.
    -La pieza debe de estar perfectamente libre de suciedad a
    fin de evitar incrustaciones en su superficie.
  • A fin de evitar el problema de endurecimiento por deformación y reducir los requerimientos de fuerza y potencia, muchas de las operaciones se pueden realizar a temperatura elevada, teniendo como límite la temperatura de recristalización del metal. Esto da lugar a procesos de trabajo en caliente teniendo dos rangos de temperatura para efectuarlos y los cuales dan lugar a los términos:
     
    - Trabajo en caliente por debajo de la temperatura de recristalización (warmworking).
    - Trabajo en caliente por arriba de la temperatura de recristalización o simplemente trabajo en caliente (hotworking).
    que puede hacerse sobre la pieza.
  • TRABAJO EN CALIENTE
    Este proceso implica temperaturas por arriba de la temperatura de recristalización, la cual es aproximadamente 0.5 Tm estando Tm en ° K (grados absolutos). Es importante tomar en cuenta que el metal se suaviza más conforme la temperatura de trabajo se incrementa más allá de 0.5 Tm mejorando así la ventaja del trabajo en caliente. Sin embargo, hay que tomar en cuenta algunos puntos que pueden ser causa de problemas a la hora de efectuar el trabajo en caliente de la pieza y son:
     
    - El proceso de deformación genera calor, por lo que si la temperatura de trabajo en caliente está muy cercana a la de fusión, habrá ciertas regiones que pueden llegar a fundirse, lo cual es totalmente indeseable.
     
    - El proceso de trabajo a temperaturas elevadas incrementa la oxidación superficial de la pieza, lo que aumenta la posibilidad de incrustaciones en ella.
  • Las ventajas más significativas del trabajo en caliente son:
     
    -La posibilidad de producir deformaciones plásticas
    substanciales, más allá de lo que es posible con el
    trabajo en frío. La forma de la pieza de trabajo
    se puede alterar significativamente.
    -Se requiere menos potencia para deformar el metal.
    -Los metales que usualmente se fracturan en el trabajo en
    frío, pueden conformarse sin ese problema por trabajo
    en caliente.
    -Las propiedades de resistencia son generalmente
    isotrópicas debido a la ausencia de una estructura de
    granos orientada, como sucede con el trabajo en frío.
    -El trabajo en caliente no produce un aumento en la
    dureza y resistencia del metal.
  • Algunas de las desventajas del trabajo en caliente son:
     
    - La precisión dimensional es menor.
    - Mayores requerimientos de energía.
    - Oxidación de la superficie de trabajo.
    - Acabado superficial más pobre.
    - Menor duración del herramental empleado.
    -Mayor costo del equipo empleado en el manejo del metal
    caliente.
    - Los operarios requieren de capacitación para poder manejar
    el metal a las temperaturas de conformado.
  • Los procesos de conformado de metales se pueden clasificar en:
    1.- Procesos de deformación volumétrica.
    Involucran deformaciones significativas y cambios de forma, siendo la relación entre el área superficial y el volumen de la pieza de trabajo relativamente pequeño. El material (trabajo) del que se parte incluye tochos cilíndricos y barras rectangulares. Las operaciones básicas son las siguientes:
    A) Laminado
    B) Forjado
    C) Extrusión
    D) Estirado
  • 2.- Procesos de trabajado metálico.
     
    Estos procesos de trabajo metálico son operaciones de conformado o preformado de láminas metálicas, tiras y rollos. La relación entre el área superficial y el volumen del material inicial es alta, siendo esta relación un medio útil para distinguir la deformación volumétrica de los procesos con lámina metálica. Con frecuencia se emplea el término prensado a operaciones con lámina metálica por el hecho de que las máquinas empleadas sonprensas y la pieza o parte producida por este proceso con frecuencia se denomina estampado.
    Los procesos de trabajado metálico se efectúan siempre en frío y las herramientas empleadas se conocen como punzón y dado. Las operaciones básicas con láminas metálicas son las siguientes:
     
    A) Embutido
     
    B) Rechazado
    C) Doblado
  • Laminado
    El laminado es un proceso de deformación en el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos. Los rodillos giran en sentidos opuestos para jalar el material de trabajo y simultáneamente comprimirlo entre ellos.
  • La mayoría del laminado se realiza en caliente debido a la gran cantidad de deformación requerida. Los metales laminados en caliente están generalmente libres de esfuerzos residuales y sus propiedades son isotrópicas. Las desventajas del laminado en caliente son que el producto no puede mantenerse dentro de tolerancias adecuadas y la superficie presenta una capa de óxido.
    El proceso se inicia una vez que se ha solidificado el acero dentro de las lingoteras, los lingotes se colocan en hornos, donde permanece por varias horas hasta alcanzar una temperatura uniforme en toda su extensión, a fin de que la deformación plástica de toda la masa sea pareja durante el laminado. La temperatura de laminación es de alrededor de 1 200° C.
    El siguiente paso consiste en pasar al lingote recalentado al molino de laminación, donde se lamina para convertirlo en una de las tres formas intermedias siguientes:
    • Lupias.- tienen una sección transversal cuadrada de mínimo 6 x 6 pulgadas.
    • Tochos.- se obtiene a partir de la laminación de una lupia y tiene sección transversal cuadrada de mínimo 1.5 x 1.5 pulgadas.
    - Planchas.- se laminan a partir de un lingote o de una lupia y tiene una sección rectangular de 10 pulgadas de ancho o más y un espesor de 1.5 pulgadas o más.
  • Trenes de laminación
    c) Tren de Laminación de Cuatro Rodillos
    a) Tren de Laminación de Dos Rodillos
    b) Tren de Laminación de Tres Rodillos
  • d) Tren de Laminación en Conjunto o Racimo
    e) Trenes de Laminación en Tándem
    e) Molino laminador Sendzimir
  • Operaciones de Laminado
    Laminado plano
    Laminado de perfiles
  • Laminado de anillos
    Laminado de roscas
    Laminado de engranes
    Producción de tubos y tuberías sin costura
  • Forjado
    La forja se define como aquellos procesos de deformación plástica realizados, por medio de una fuerza de compresión ejercida por un martillo, una prensa o un rodillo. Este proceso se considera que es el más viejo de los procesos de producción por conformado de metales.
    Este proceso es hoy en día un proceso industrial muy importante en la fabricación de componentes de alta resistencia para automóviles, vehículos espaciales y otras aplicaciones, como son flechas y barras de conexión para motores de combustión interna, engranes, componentes estructurales para la industria de la aviación y partes para turbinas y motores de propulsión, etc.
     
    Una forma de clasificar los procesos de forja es mediante la temperatura de trabajo, aunque la mayor parte de los procesos de forja se efectúan en caliente, debido a la deformación requerida para el proceso y la necesidad de reducir la resistencia del material y aumentar su ductilidad, sin embargo, la forja en frío es común para productos que requieren resistencia y dureza.
  • Tipos de Forjado
    Forja con martillo o de Herrero. Este tipo de forja consiste en martillar el metal caliente, ya sea con herramientas manuales o entre estampas en una máquina de forja. La forja a mano como lo hace el herrero es la forma más antigua de forjar. Se usa ampliamente para trabajos de reparación o mantenimiento y en la producción de partes pequeñas
     
    Forja en Dado Abierto.El material se comprime entre dos dados planos o casi planos, permitiendo que el metal fluya sin restricción a lo largo de las direcciones laterales con respecto a las superficies del dado.
     
  •  Forja en Dado Impresor.En este tipo de proceso la superficie del dado contiene una forma o impresión, la cual se imprime a la pieza de trabajo durante la compresión, restringiendo en forma significativa el flujo del metal. En esta operación una parte del metal puede fluir hacia fuera del dado formando una rebaba.
     
    La rebaba que se forma tiene realmente una función importante, ya que cuando ésta empieza a formarse, la fricción se opone a que el metal siga fluyendo hacia la abertura, y de esta forma el material de trabajo es forzado a permanecer en la cavidad.
  • Forja en dado cerrado o sin rebaba.En este proceso el dado restringe completamente el material de trabajo dentro de la cavidad y no se produce rebaba. Aquí es necesario controlar estrechamente el volumen de la pieza inicial para que iguale al volumen de la cavidad del dado. Si el volumen del material de trabajo es demasiado pequeño, no alcanzará a llenar la cavidad del molde; si es demasiado grande puede dañar al dado o a la prensa.
    En referencia a la forma de aplicar la presión, la diferencia depende principalmente del tipo de equipo en la aplicación de la presión. Una máquina de forja que aplica cargas de impacto se llamamartinete de forja, mientras que la que aplica presión en forma gradual se conoce comoprensa de forjado.
  • Otras operaciones de Forjado
    Recalcado.Es una operación de deformación en la cual una parte de la pieza de trabajo de forma cilíndrica aumenta su diámetro y reduce su longitud. Por ejemplo la formación de la cabeza de un perno.
     Estampado y forjado radial.Son procesos de forja que se usan para reducir el diámetro de un tubo o barra sólida. El estampado se ejecuta frecuentemente sobre el extremo de una pieza de trabajo para crear una sección ahusada.
  • Forjado con rodillos.- Este proceso se emplea para reducir la sección transversal de una pieza de trabajo cilíndrica o rectangular, la cual pasa a través de una serie de rodillos opuestos con canales que le imprimen una forma dada que es la requerida para la pieza de trabajo.
    Punzonado.Es un proceso de deformación en el cual se prensa una forma endurecida de acero sobre un bloque de acero suave u otro metal suave. Este proceso se emplea con frecuencia para hacer cavidades de moldes para moldeo de plásticos y fundición en dado.
  • Extrusión
    La extrusión es un proceso de deformación por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle la forma a su sección transversal. Las ventajas son las siguientes:
     
    1.- Se pueden extruir una gran variedad de formas, especialmente cuando se hace extrusión en caliente.
    2.- La estructura del grano y las propiedades de resistencia se mejoran con la extrusión en frío.
    3.- Son posibles tolerancias muy estrechas, especialmente para extrusión en frío.
    4.- Por lo general no se genera ningún material de desperdicio.
  • Operaciones de extrusión
    a) Extrusión Directa.- También llamada extrusión hacia adelante. En ésta, un tocho de metal se carga en un contenedor o recipiente y un pisón comprime el material forzándolo a fluir a través de una o más aberturas en un dado colocado en el extremo opuesto del contenedor. Con este tipo de proceso se pueden fabricar secciones huecas (tubos).
  • Aquí el tocho inicial se prepara con una perforación paralela a su eje, lo que permite el paso de un mandril que se fija en el bloque simulado. Al comprimir el tocho, se fuerza al material a fluir a través del claro entre el dado y el mandril, obteniéndose una sección transversal tubular.
  • b) Extrusión Indirecta.- Recibe también los nombres deextrusión hacia atrás y extrusión inversa, en este caso el dado se encuentra montado sobre el pisón y al penetrar éste en la pieza de trabajo fuerza al metal a fluir a través del hueco formado por el dado, en una dirección opuesta a la del pisón. Como el tocho no se mueve con respecto al contenedor no hay fricción en las paredes, por lo que la fuerza del pisón es menor que en el proceso de extrusión directa. Este proceso también se puede emplear para producir secciones huecas .
  • c) Extrusión por impacto.La extrusión por impacto se parece a la extrusión indirecta; con frecuencia se incluye en la categoría de la extrusión en frío. El punzón desciende rápidamente sobre la pieza bruta (tejo) que se extruye hacia atrás. La extrusión por impacto se realiza a altas velocidades y carreras más cortas que la extrusión convencional. Se usa para hacer componentes individuales. La extrusión por impacto se puede llevar a cabo como extrusión hacia adelante, extrusión hacia atrás o una combinación de ambas. Las características de alta velocidad del proceso por impacto permiten grandes reducciones y altas velocidades de producción, de aquí su alta importancia comercial.
  • d) Extrusión hidrostática. Un problema de la extrusión directa es la fricción a lo largo de la interfase tocho-contenedor. Este problema se puede solucionar utilizando un fluido en el interior del contenedor y ponerlo en contacto con el tocho, luego presionar el fluido con el movimiento hacia adelante del pisón. De tal manera que no exista fricción dentro del recipiente y se reduzca también la fricción en la abertura del dado. La fuerza del pisón es entonces bastante menor que en la extrusión directa. La presión del fluido que actúa sobre todas las superficies del tocho da su nombre al proceso. Se puede llevar a cabo a temperatura ambiente o a temperaturas elevadas. Para temperaturas elevadas se necesitan fluidos y procedimientos especiales. La extrusión hidrostática es una adaptación de la extrusión directa. La presión hidrostática sobre el material de trabajo incrementa la ductilidad del material. Una desventaja del proceso es que se requiere preparar los tochos iniciales de trabajo. El tocho debe formarse con un huso en uno de sus extremos para ajustarlo al ángulo de entrada del dado.
  • e) Extrusión en Frío.- La extrusión en frío (y extrusión en tibio) se emplean para producir partes discretas, frecuentemente en formas terminadas (o casi terminadas). El término extrusión por impacto se emplea para indicar una extrusión en frío de alta velocidad. Las ventajas que incluye este proceso son: mayor resistencia por el endurecimiento por deformación, tolerancias estrechas, mejores acabados superficiales, ausencia de capas de óxidos, altas velocidades de producción y que no se requiere calentar el tocho.
     
    Los metales que son susceptibles de ser extruidos en frío son: aluminio, cobre, magnesio, zinc estaño y aleaciones de estos; aceros de bajo carbono y aceros inoxidables.
     
    f) Extrusión en Caliente.-Este proceso incluye como paso inicial el calentamiento del tocho hasta una temperatura por arriba de la de recristalización, lo que reduce la resistencia y aumenta la ductilidad del metal. Las ventajas que presenta este proceso son mayor reducción de tamaño, conformado de piezas con formas más complejas y reducción de la fuerza del pisón.
  • Piezas extruidas
  • Estirado
    Estirado de alambre y barras. Este proceso de conformado por deformación volumétrica, implica una operación donde la sección transversal de una barra, varilla o alambre se reduce al tirar del material a través de la abertura de un dado. Este proceso es muy semejante al de extrusión, siendo prácticamente la diferencia que en este caso el material de trabajo se jala a través del dado, mientras que en la extrusión se empuja a través del dado. En este proceso se tienen esfuerzos de tensión al jalar el material de trabajo, pero también de compresión al pasar el material a través de la abertura del dado.
    Al hablar del estirado de barras y alambres debemos de entender que la diferencia estriba en el diámetro de ambos materiales, cuando se habla de barras nos referimos a material con diámetro grande y alambre, material con diámetro pequeño.
     
    El estirado se realiza generalmente como una operación de trabajo en frío y se emplea con más frecuencia para producir secciones redondas, sin embargo, también se pueden producir secciones cuadradas y de otras formas.
  • El estirado de alambre, como proceso industrial, es muy importante ya que nos provee de muchos productos de uso comercial como cables y alambres eléctricos, alambre para cercas, ganchos de ropa, carros para supermercados, varilla para producir clavos, tornillos, remaches, resortes, etc. El estirado de barras se emplea para producir barras de metal para maquinado.
    Las ventajas del estirado son:
    a) Estrecho control dimensional.
    b) Buen acabado superficial.
    c) Buenas propiedades mecánicas como son dureza y resistencia.
    d) Adaptabilidad para producción en masa.
  • Estirado de tubos. Este proceso de estirado se puede emplear para reducir el diámetro o el espesor de la pared de tubos sin costura y caños, después de producir el tubo inicial (por otro proceso como extrusión). El estirado del tubo se puede llevar a cabo con o sin mandril. Sin embargo, es mejor emplear un mandril para poder controlar el diámetro interno y el espesor del tubo. Los mandriles empleados pueden ser fijos o flotantes.
  • Embutido
    El embutido es una operación de conformado que se realiza en láminas metálicas cuyo espesor está entre 1/64 de pulg. y ¼ de pulg y se emplea para hacer piezas con forma de copa, caja y otras formas huecas más complejas. Se efectúa colocando una lámina de metal sobre la cavidad de un dado y empujando la lámina con un punzón hacia la cavidad del dado. La lámina debe aplanarse contra el dado por medio de un sujetador de formas. Las piezas comunes que se fabrican por este proceso son: latas para bebidas, casquillos de municiones, lavabos, utensilios de cocina y partes para carrocerías de automóviles.
  • Etapas del embutido
    El punzón entra en contacto con la pieza de trabajo, 2) doblado, 3) enderezado,
    4) fricción y compresión y 5) forma final de copa, mostrando los efectos del adelgazamiento en las paredes de la copa.
  • Reembutido
    Si el cambio de forma que requiere el diseño de la parte es demasiado severo, el formado completo de la parte puede requerir más de un paso de embutido. Al segundo paso de embutido y a cualquier otro posterior, si se necesita, se le llama reembutido. Cuando el diseño de la parte requiere una relación de embutido demasiado grande que impide formar la parte en un solo paso, se puede ejecutar la siguiente sugerencia general para la reducción, que se puede hacer en cada operación de embutido, para el primer embutido, la reducción máxima de la forma inicial debe ser de 40 a 45%; para el segundo embutido (primer reembutido), la reducción máxima debe ser 30%; para el tercer embutido (segundo reembutido), la reducción máxima debe ser 16%.
  • Rechazado
    El rechazado es un proceso de formado de metal en el cual se da forma a una parte de simetría axial sobre un mandril u horma mediante una herramienta redondeada o rodillo. La herramienta o el rodillo aplican una presión muy localizada (en casi un punto de contacto) para deformar el material de trabajo por medio de movimientos axiales o radiales sobre la superficie de la parte. Las formas geométricas típicas que se producen por rechazado incluyen conos, hemisferios, tubos, copas y cilindros. Hay tres tipos de operaciones de rechazado: 1) rechazado convencional, 2) rechazado cortante y 3) rechazado de tubos.
    1) Rechazado convencional. El rechazado convencional es la operación de rechazado básico. Un disco de lámina se sostiene en el extremo de un mandril rotatorio que tiene la forma interior deseada para la parte final, mientras la herramienta o rodillo deforma el metal contra el mandril
     
    En algunos casos la forma inicial puede ser diferente a la de un disco plano. El proceso requiere una serie de pasos para completar el formado de la parte.
  • La posición de la herramienta la puede controlar un operador usando un punto de apoyo fijo para el apalancamiento necesario, o un método automático como control numérico. Estas alternativas son rechazado manual y rechazado mecanizado.
     
    El rechazado mecanizado tiene la capacidad de aplicar fuerzas más altas a la operación, lo cual representa ciclos más rápidos y mayor capacidad en cuanto al tamaño del trabajo. También se logra un mejor control del proceso que en el rechazado manual. El rechazado convencional dobla el metal alrededor de un eje circular en movimiento para conformar el metal de acuerdo a la superficie externa de un mandril de simetría axial. El espesor del metal permanece sin cambio (más o menos) respecto al espesor de la forma inicial.
  • 2) Rechazado cortante. En el rechazado cortante se forma la parte sobre el mandril por medio de un proceso de deformación cortante en el cual el diámetro exterior permanece constante y el espesor de la pared se reduce, como se muestra en la figura. Esta deformación cortante y el consiguiente adelgazamiento del metal distinguen este proceso de la acción de doblado en el rechazado convencional. Se han usado otros nombres para el rechazado cortante, como torneado de flujo, formado por corte y forja rotatoria. El proceso se ha aplicado en la industria aeroespacial para formar partes grandes como los conos para la nariz de los cohetes.
  • 3) Rechazado de tubos. El rechazado de tubos se usa para reducir el espesor de las paredes y aumentar la longitud de un tubo mediante la aplicación de un rodillo al material de trabajo sobre un mandril cilíndrico. El rechazado de tubos es similar al rechazado con deformación cortante salvo que la pieza inicial es un tubo en lugar de una forma plana. La operación se puede realizar aplicando el rodillo externamente contra el trabajo (usando un mandril cilíndrico en el interior del tubo figura a) o internamente (usando un dado alrededor del tubo figura b). También es posible formar perfiles en las paredes del cilindro figura c), controlando el recorrido del rodillo al moverse tangencialmente a lo largo de la pared.
  • Doblado
    Se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto figura (a). Durante la operación de doblado, el metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. Estas condiciones de deformación se pueden ver en la figura (b). El metal se deforma plásticamente así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lámina metálica.
  • Operaciones de doblado
    Doblado en V y doblado de bordes. Las operaciones de doblado se realizan usando como herramientas de trabajo diversos tipos de punzones y dados. Los dos métodos de doblado más son el doblado en V, ejecutado con un dado en V; y el doblado de bordes, ejecutado con un dado deslizante.
    En el doblado en V, la lámina de metal se dobla entre un punzón y un dado en forma de V. El doblado en V se usa generalmente para operaciones de baja producción y se realizan frecuentemente en una prensa de cortina, los correspondientes dados en V son relativamente simples y de bajo costo.
    El doblado de bordes involucra una carga voladiza sobre la lámina de metal. Se usa una placa de presión, que aplica una fuerza de sujeción Fh para sujetar la lámina contra el dado, mientras el punzón fuerza la parte volada para doblarla sobre el borde del dado. Debido a la presión del sujetador, los dados deslizantes son más complicados y más costosos que los dados en V y se usan generalmente para trabajos de alta producción.
  • Formado de bridas, doblez, engargolado y rebordeado.El formado de bridas es una operación en la cual el filo de una lámina se dobla en un ángulo de 90º para formar un borde, Se usa frecuentemente para reforzar o dar rigidez a la parte de lámina metálica, El borde se puede formar en un doblez sobre un eje recto, bridado recto figura (a), o puede involucrar algunos estiramientos o contracciones del metal como en las partes (b) bordeado o estirado y (c) bridado contraído.
    Doblez.El doblez involucra el doblado del borde de la lámina sobre sí misma en más de un paso de doblado. Esto se hace frecuentemente para eliminar el filo agudo de la pieza, para incrementar la rigidez y para mejorar su apariencia.
  • Engargolado o empalme. El engargolado o empalme es una operación relacionada en la cual se ensamblan dos bordes de láminas metálicas.
     
    Rebordeado. En el rebordeado o ribeteado, también llamado formado de molduras, los bordes de la parte se producen en forma de rizo o rollo. Tanto esta operación como el doblez se hacen con fines de seguridad, resistencia y estética. Algunos ejemplos de productos en los cuales se usa el rebordeado incluyen bisagras, ollas, sartenes y cajas para relojes de bolsillo. Estos ejemplos demuestran que el ribeteado se puede ejecutar sobre ejes rectos o curvos.
  • Operaciones misceláneas de doblado.La figura muestra algunas otras operaciones de doblado para ilustrar varias formas en las que se puede doblar una lámina. La mayoría de estas operaciones se realizan en dados relativamente simples y similares a los dados en V. a) Doblado en canal, b) doblado en U, c) doblado al aire, d) doblado escalonado, e) corrugado, y f) formado de tubo.
  • Doblado de tubos
    Los tubos se doblan por muchas razones. Un motivo frecuente es la necesidad de transportar líquidos, otra razón es permitir la expansión o contracción de sistemas de tubería. Las espirales para transferencia de calor y los componentes tubulares para calderas requieren doblado. Las piezas tubulares se usan con frecuencia como componentes estructurales en vehículos y máquinas, muebles, rieles, manijas, etc.
    Métodos comunes de doblado
    Doblado por compresión. La pieza de trabajo se sujeta y dobla alrededor de un dado estacionario con la ayuda de un bloque o un rodillo seguidor.
    El doblado por compresión es un método común, que con frecuencia se realiza a mano, sobre tubos u otros perfiles de mayores espesores de pared y radios de doblado más grandes. Los tubos de pared delgada usualmente no se doblan por este método.
  • El radio mínimo a la línea de centro para dobleces por compresión es 4 veces el diámetro del tubo. Con tubos de paredes más delgadas y buen soporte puede hacerse dobleces con radios de sólo 2 ½ veces el diámetro. Los ángulos de doblado llegan a ser hasta de 170º por doblez. Debido a que hay muy poco alargamiento en la cara exterior, los tubos cromados o pintados pueden doblarse con este método.
    Doblado por arrastre.En este método, la pieza de trabajo se sujeta contra un dado que tiene la forma del doblez, como en el doblado por compresión; pero ahora el dado gira jalando la pieza de trabajo por una matriz de presión y, en muchos casos, sobre un mandril. Este método es adecuado para tubos de pared delgada, en especial cuando se doblan en radios pequeños, permite un control más estrecho sobre la pieza de trabajo que cualquier otro método de doblado.
  • Los dobleces por arrastre se hacen cuando las necesidades dimensionales son estrictas (por ejemplo, en la industria aeronáutica) o cuando se requieren dobleces muy cerrados de tubos de pared delgada. Aunque se pueden lograr radios de doblado iguales al diámetro del tubo, éstos requieren un cuidado extraordinario, un mandril interno de perfecto ajuste así como zapatas y matrices exteriores. El doblado por arrastre es más común que el doblado por compresión cuando se emplea equipo motriz. 
  • A continuación se presentan valores para radios de dobles en función del diámetro del tubo.
    Doblado por prensado con cabezal. Con este método, la pieza de trabajo se coloca entre dos soportes y se presiona contra un dado redondo (cabeza o punzón). Los dos soportes giran sobre un pivote conforme el cabezal se mueve hacia adelante manteniendo el soporte de la pieza de trabajo.
  • Este método, aunque brinda poco control sobre el flujo del metal, es muy rápido. Se emplea en aplicaciones donde se utilizan tubos gruesos o perfiles laminados o extruidos, siempre que se permita alguna distorsión en la sección de la pieza de trabajo y que sea importante tener una rápida producción.
     
    Con las máquinas disponibles en la actualidad, el doblado por prensado con cabeza se aplica a tuberías de 10 a 350 mm de diámetro. Este método funciona para dobleces de hasta 165º además, se pueden doblar perfiles extremadamente gruesos.
     
    El radio mínimo de doblado a la línea de centro por este método es 3 veces el diámetro a menos que sean tolerables deformaciones o aplastamientos en la sección doblada (así como en algunas aplicaciones estructurales). Se prefieren los radios de 4 a 6 diámetros.
  • FIN