Conformado Y Fundiciones

Fundamentos de la extrusión de metales

La extrusión es un proceso por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal. Ejemplos de este proceso son secciones huecas, como tubos, y una variedad de formas en la sección transversal.

Los tipos de extrusión dependen básicamente de la geometría y del material a procesar. Existe el proceso de extrusión directa, extrusión indirecta, y para ambos casos la extrusión en caliente para metales (a alta temperatura). En la extrusión directa, se deposita en un recipiente un lingote en bruto llamado tocho, que será comprimido por un pistón, al ser comprimido, el material se forzará a fluir por el otro extremo adoptando la forma que tenga la geometría del dado.

Tipos de extrusión

• EXTRUSIÓN DIRECTA

La extrusión directa, también conocida como extrusión delantera, es el proceso más común de extrusión. Éste trabaja colocando la barra en un recipiente fuertemente reforzado. La barra es empujada a través del troquel por el tornillo o carnero. Hay un dummy block reusable entre el tornillo y la barra para mantenerlos separados. La mayor desventaja de este proceso es la fuerza requerida en la extrusión de la barra, es mayor que la necesitada en la extrusión indirecta porque la fuerza de fricción introducida por la necesidad de la barra de recorrer completamente el contenedor.

La mayor fuerza requerida es al comienzo del proceso y decrece según la barra se va agotando. Al final de la barra la fuerza aumenta grandemente porque la barra es delgada y el material debe fluir no radialmente para salir del troquel.

• EXTRUSIÓN INDIRECTA

En la extrusión indirecta, también conocida como extrusión retardada, la barra y el contenedor se mueven juntos mientras el troquel está estacionario. El troquel es sostenido en el lugar por un soporte el cual debe ser tan largo como el contenedor. La longitud máxima de la extrusión está dada por la fuerza de la columna del soporte. Al moverse la barra con el contenedor, la fricción es eliminada.

-Ventajas:

• Una reducción del 25 a 30% de la fuerza de fricción, permite la extrusión de largas barras.

• Hay una menor tendencia para la extrusión de resquebrajarse o quebrarse porque no hay calor formado por la fricción.

• El recubrimiento del contenedor durará más debido al menor uso.

• La barra es usada más uniformemente tal que los defectos de la extrusión y las zonas periféricas ásperas o granulares son menos probables.

-Desventajas:

• Las impurezas y defectos en la superficie de la barra afectan la superficie de la extrusión. Antes de ser usada, la barra debe ser limpiada o pulida con un cepillo de alambres.

• Este proceso no es versátil como la extrusión directa porque el área de la sección transversal es limitada por el máximo tamaño del tallo.

• EXTRUSIÓN HIDROSTÁTICA

En la extrusión hidrostática la barra es completamente rodeada por un líquido a presión, excepto donde la barra hace contacto con el troquel. Este proceso puede ser hecho caliente, tibio o frío. De cualquier modo, la temperatura es limitada por la estabilidad del fluido usado.

-ventajas:

• No fricción entre el contenedor y la barra, reduciendo la fuerza requerida. Esta finalmente permite mayores velocidades, proporciones de la reducción más altas y menores temperaturas de la barra.

• Usualmente la ductilidad del material disminuye cuando altas presiones son aplicadas.

• Largas barras y largas secciones transversales pueden ser extruidas.

-Desventajas:

• Las barras deben ser preparadas, adelgazado un extremo para que coincida con el ángulo de entrada del troquel. esto es necesario para formar un sello al principio del ciclo. Usualmente las barras enteras necesitan ser pulidas para quitarles cualquier defecto de la superficie.

• Contener el fluido en altas presiones puede ser dificultoso.

Sustancia pura

Es toda sustancia que tiene su composición química homogénea e invariante

Ejemplo: el agua, el nitrógeno, el oxígeno, el amoníaco y muchos mas.

La sustancia pura puede presentarse en distintas fases: sólido, líquido y gaseosa. Dependiendo de los valores de presión y temperatura una sustancia puede estar como sólido, líquido o vapor o presentarse en dos o tres fases a la vez.

Equilibrio de fase

A un sistema de un solo componente, se le puede Aplicar la regla de las fases, la cual puede ser resumida de la siguiente forma de acuerdo al número de fases:

Una sola fase: f = 1 - 1 + 2 = 2, sistema bivariante (P, T)

Dos fases en equilibrio: f = 2 –1 + 2 = 1, sistema monovariante (P ó T)

Tres fases en equilibrio: f = 3 –1 + 2 = 0, sistema invariante

(P y T determinadas)

No es posible el equilibrio entre más de tres fases para una sustancia pura

Cabe destacar que la estabilidad de las fases depende del potencial químico de una sustancia pura con P y T.

Por último, cabe mencionar que en una gráfica de la variación del potencial químico de una sustancia pura con la temperatura, se toman las siguientes correspondencias:

P altas: la fase más estable a bajas temperaturas es el gas; al aumentar la temperatura la forma más estable pasa a ser primero el líquido (vaporización) y después el sólido (solidificación).

P bajas: la fase más estable a bajas temperaturas es el gas; al aumentar la temperatura la forma más estable pasa a ser directamente el sólido: sublimación

Propiedades independientes de una sustancia pura

Para la mayoría de las sustancias

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