Fabricación de Laminado y Sinterizado

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Procesos de Manufactura (3er. Sem.)

Dr. Rene Fabián Cienfuegos

Procesos de Fabricación y su Relación con las Aplicaciones Industriales del Laminado y Sinterizado

Carlos Florentino Almanza Charles

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San Nicolás de los Garza N, L

8/Febrero/2016

Índice

1. Contenido

1.        Introducción        3

2.        Pregunta        4

3.        Marco Teórico        4

4.        Desarrollo        5

4.1.        Laminado en Caliente        5

4.2.        Laminado en Frio        7

4.3.        Sinterizado        10

4.4.        LA SINTERIZACIÓN SELECTIVA POR LASER        16

5.        BIBLIOGRAFIA        19

1. Introducción

Este reporte trata sobre los procesos de fabricación y las aplicaciones que tienen en la industria los materiales laminados y el proceso de sinterizado.

El laminado es el proceso industrial por medio del cual se reduce el espesor de una lámina de metal o de materiales semejantes con la aplicación de presión mediante el uso de distintos procesos, como la laminación o el laminado de perfiles.

Sinterizado es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para aumentar la resistencia mecánica de la pieza.

Se presentarán los métodos más comunes para realizar este proceso de laminado y sinterizado, estos procesos son importantes ya que dan ciertas propiedades especificas necesarias para su utilización en la industria.

Se dará una explicación breve del proceso de laminado seguido del sinterizado para así poder entender más a fondo su importancia para ciertos trabajos en la industria.[pic 4]

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1. Pregunta

¿Sabes porque se debe laminar el acero en H?

Este acero perfilado en “H” se usa para construcción de elementos estructurales como vigas, pilares, cimbras metálicas etc., estas son sometidas predominantemente a flexión o compresión y torsión despreciable. Se usan frecuentemente en la construcción de puentes, edificios y barcos. Se debe realizar este proceso ya que sin él los materiales no soportarían las grandes cargas o fuerzas a las que están expuestas.

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1. Marco Teórico

La laminación es un proceso utilizado para reducir el espesor de una lámina, o en general, de la misma manera, alterar las medidas del área trasversal de una pieza larga mediante fuerzas de compresión, las cuales son generadas por el paso entre un juego de rodillos. Esta disminución de espesor se da gracias a que los rodillos tiran el material hacia dentro del espacio de laminación a través de una fuerza de fricción neta sobre el material.

1. Desarrollo

1. Laminado en Caliente

En el proceso de laminado en caliente, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termofusión, donde básicamente las palanquillas o tochos, se elevan a una temperatura entre los 900°C y los 1.200°C. Estas se calientan con el fin de proporcionar ductilidad y maleabilidad para que sea más fácil la reducción de área a la cual va a ser sometido.

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A continuación del proceso de calentamiento se hace pasar los lingotes entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados.

El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de desbaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta.

Los rodillos de borde son grupos de rodillos verticales situados a ambos lados de la lámina para mantener su anchura. Los aparatos de decapado eliminan la costra que se forma en la superficie de la lámina apartándola mecánicamente, retirándola mediante un chorro de aire o doblando de forma abrupta la chapa en algún punto del recorrido.[pic 8]

A demás de las chapas de acero también se pueden producir perfiles con formas (en H, en T o en L) esto se hace por medio de rodillos que tienen estrías que proporcionar la forma adecuada.[pic 9]

El Laminado caliente se usa en la construcción naval, en la producción de equipos a presión, tales como calderas y tuberías de gran tamaño.

CONCLUSION

• El principal factor que se debe controlar en el proceso de laminado en caliente, es la temperatura a la cual se está calentando el acero. Si el calentamiento es insuficiente el metal será más difícil de trabajar debido a que posee una menor ductilidad y maleabilidad propiedades que se le confieren al calentarlos a una temperatura adecuada.

• El proceso de laminado en caliente debe seguir una secuencia: primero calentamiento, pasar la chapa por el tren de desbaste, luego por el tren de laminación y por último el tren de acabado. Si no se respeta esta secuencia se presentan diversos problemas tales como: desgaste excesivo de los rodillos de laminación, excesiva potencia para realizar el trabajo, etc.

Laminado en Caliente.mp4

1. Laminado en Frio

El proceso de laminado en frío se lleva a cabo por debajo de la temperatura de recristalización. A diferencia del proceso de laminación en caliente, produce laminas y tiras con un acabado superficial mejor debido a que generalmente no hay presencia de calamina. Además, se tienen mejores tolerancias dimensionales y mejores propiedades mecánicas debidas al endurecimiento por deformación (generación de dislocaciones).

La laminación en frio permite tener un control sobre la deformación plástica, pues es posible medir el endurecimiento por deformación teniendo en cuenta el concepto de trabajo en frio.

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La Bobina proveniente de decapado es posicionada en el tren y enhebrada, estableciéndose una tensión entre el primer puente y la bobinadora.

Mediante el pasaje por 4 puentes o jaulas, o cajas laminadoras en las que se utilizan esfuerzos combinados de compresión y tracción, se reduce el material al espesor deseado, siendo asegurada la uniformidad por un control automático de espesores.

Cada puente tiene la disposición de cuatro cilindros en alto, contando con 2 cilindros de trabajo que actúan directamente sobre la chapa, y 2 cilindros de apoyo o respaldo, que transmiten la fuerza de laminación a los primeros. Cada puente participa con un porcentaje a la reducción total.

Durante el proceso de laminación se ponen en juego cantidades importantes de energía y la mayor parte se transforma en calor que debe ser evacuado por un sistema de refrigeración, que además mantenga el rozamiento entre cilindros y chapas en valores adecuados.

A la salida del último puente, los restos de solución de laminado son barridos con aire a presión y a continuación la banda laminada es enrollada en un mandril bobinador con una tensión de bobinado controlada.

El proceso de laminación en frío requiere que los cilindros y la chapa sean rociados por un líquido llamado emulsión o solución de laminado. La emulsión cumple con diversos objetivos, de los cuales los más evidentes son la refrigeración, para eliminar el calor generado durante la deformación y la lubricación, para mantener controlado dentro de determinados valores el coeficiente de roce entre chapa y cilindros. Las emulsiones están formadas por la: “mezcla” o dispersión de partículas de aceite en agua (favorecida por la acción de aditivos), que suma el poder lubricante del aceite con el refrigerante del agua. Esto permite obtener los siguientes beneficios:

• Mejor control y uniformidad en el espesor y la forma

• Menor desgaste de los cilindros

• Menor consumo de energía

• Mayor velocidad de laminado

Se originan dos tipos de emulsiones:

• Emulsión estable: Formada por partículas finas de aceite mineral que se dispersan fácilmente en agua. Se usan para el laminado de chapa (espesores superiores a 0,50 mm). Los restos de aceite son eliminados en el proceso de recocido sin dejar residuos.

• Emulsión inestable: Formado por partículas gruesas de aceite animal dispersas en agua. Esta emulsión se caracteriza por su alto poder lubricante y se utiliza en el laminado de chapa fina y hojalata (espesores iguales o menores a 0.50 mm.) debido a la mayor exigencia de reducciones. Los restos de emulsión son eliminados en el proceso posterior de Limpieza Electrolítica.

Eliminar los restos de aceites que quedan sobre la chapa fina y hojalata en el laminado en frío, puesto que por sus características son de difícil remoción en el proceso de recocido. Además, se necesita un alto grado de limpieza a los efectos de favorecer una perfecta adherencia en el posterior proceso de revestimiento (estaño, zinc, etc.).

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CONCLUSION

Gracias a esta investigación nos dimos cuenta de que el acero laminado en frío es muy útil a la hora de hacer obras que requieran de estructuras de acero porque debido a todas sus propiedades lo hacen un material muy eficiente, fácil de usar, económico siendo todo esto indispensable en una obra ya que garantiza la comodidad del cliente con un menor costo, menor tiempo y menor trabajo y esfuerzo, conservando las mismas características que el acero tiene por naturaleza.

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