PROCESOS DE FABRICACION

INTRODUCCIÓN

Las operaciones principales que encontramos en la producción de metales son la extracción, refinación, fundición, trabajo mecánico, tratamiento térmico, unión y sinterización. La extracción y la refinación son generalmente de naturaleza química, involucrando reducción y una oxidación especial. Los problemas técnicos que se encuentran en el proceso de fundición, se centran alrededor de la contracción térmica.

Los procesos de trabajo mecánico son, en su mayoría, procesos de cambio de forma: laminado, forjado, extrusión, estirado y perfilado, pero también pueden involucrar el arranque de viruta por medio de maquinado en las operaciones finales del proceso. Puesto que un metal no se endurece por deformación cuando estamos por encima de su temperatura de recristalización, se prefiere el trabajo en caliente cuando fabricamos productos metálicos de cierto tamaño. El trabajo en frió puede usarse para ajustar la resistencia y ductibilidad finales. El maquinado involucra una deformación del metal en la viruta mientras se está realizando el corte.

Los procesos térmicos incluyen el recocido para obtener homogeneización, ablandamiento y eliminación de esfuerzos. Los tratamientos térmicos pueden diseñarse de manera que ocurra un endurecimiento por precipitación y también transformaciones de fase que provocan un aumento considerable en la resistencia y la tenacidad del metal. Las reacciones del acero a las operaciones de templado y revenido lo hacen uno de los materiales de ingeniería más versátiles que se encuentran disponibles.

3. PROCESOS DE CAMBIO DE FORMA

3.1 Fundición, Colado al alto vacío, Centrifugado, Precisión.

El principio de fundición es simple: se funde el metal, se vacía en un molde y se deja enfriar, existen todavía muchos factores y variables que se deben considerar para lograr una operación exitosa de fundición. La fundición es un antiguo arte que todavía se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros métodos como el fundido a presión (método para producir piezas fundidas de metal no ferroso, en el que el metal fundido se inyecta a presión en un molde o troquel de acero), la forja (proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre dos dados usando impacto o presión para formar la parte), la extrusión (es un proceso de formado 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), el mecanizado y 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).

 Procesos de Fundición

La realización de este proceso empieza lógicamente con el molde. La cavidad de este debe diseñarse de forma y tamaño ligeramente sobredimensionado, esto permitirá la contracción del metal durante la solidificación y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de contracción, por lo tanto si la presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el metal particular que se va a fundir. Los moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena, yeso, cerámica y metal. Los procesos de fundición se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos de moldes.

o Fundición gris: Es excelente para obtener piezas complicadas de maquinaria, pues es muy fluido cuando se halla fundido y llega con bastante facilidad a todas las partes de un molde, además de ser maquinable es duro y frágil.

o Fundición blanca: Es más frágil que la fundición gris se emplea principalmente para obtener el hierro maleable, el cual se obtiene recociendo la fundición blanca y convertirla en un hierro más dúctil y tenaz.

El hierro maleable, se emplea principalmente en piezas automotrices, arados, tractores, debido a su tenacidad y resistencia al choque.

El acero y la fundición gris, son los dos materiales a los que se les exige el mayor número de propiedades.

El herrero exige propiedades excelentes de forja y soldadura, el mecánico necesita un acero fácil de trabajar, el ajustador de herramientas exige un acero que temple bien y que tenga una gran resistencia de corte, por último el fundidor exige una fundición gris que pueda moldear con facilidad.

o Proceso:

Se calienta primero el metal a una temperatura lo suficientemente alta para transformarlo completamente al estado líquido, después se vierte directamente en la cavidad del molde. En un molde abierto el metal liquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde cerrado existe una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde afuera del molde hasta la cavidad, este es el más importante en operaciones de fundición.

Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la temperatura suficiente para el punto de congelación de un metal puro, empieza la solidificación que involucra un cambio de fase del metal. Se requiere tiempo para completar este cambio de fase porque es necesario disipar una considerable cantidad de calor. El metal adopta la forma de cavidad del molde y se establecen muchas de las propiedades y características de la fundición. Al enfriarse la fundición se remueve del molde; para ello pueden necesitarse procesamientos posteriores dependiendo del método de fundición y del metal que se usa. Entre ellos tenemos:

El desbaste del metal excedente de la fundición.

La limpieza de la superficie.

Tratamiento térmico para mejorar sus propiedades.

Pueden requerir maquinado para lograr tolerancias estrechas en ciertas partes de la pieza y para remover la superficie fundida y la microestructura metalúrgica asociada.

o Fundición centrifugado: La fundición centrífuga es un método en el que aprovecha la fuerza centrífuga que se puede general al hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de fundición centrífuga:

- Fundición centrífuga real

- Fundición semicentrífuga

- Centrifugado

- Fundición centrífuga real

Es el procedimiento utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y objetos simétricos, los moldes

...