Procesos de Conformación Plástica de Metales: Forja, Laminación, Estirado, Trefilado y Extrusión

Procesos de Conformación Plástica de Metales

Forja

La forja es un procedimiento de conformación plástica que se aplica a los metales, normalmente en caliente. Consiste en darles forma sometiéndolos a esfuerzos violentos de compresión. Se divide en tres fases:

1. Calentamiento en hornos o fraguas.
2. Deformación del metal para darle la forma requerida.
3. Enfriamiento a temperatura ambiente.

Laminación

La laminación es un proceso de conformación plástica en el que el metal se deforma al pasar entre dos cilindros superpuestos que giran en sentidos contrarios. Se puede realizar en:

• Caliente: También conocida como forja continua, se realiza a temperaturas de recristalización-fusión.
• Frío: Se lleva a cabo a temperatura ambiente. Existe el riesgo de que los materiales adquieran acritud al deformarse, por lo que luego se someten al recocido.

Los tipos de laminadores son:

• Dúos: Cajas de dos cilindros de ejes horizontales. El diámetro del cilindro superior suele ser un poco mayor que el del inferior. La velocidad lineal del de arriba es mayor, por eso tiende a deformarse hacia abajo.
• Cuartos: Cajas de cuatro cilindros en un mismo plano vertical. Los cilindros inferiores son más pequeños y constituyen los verdaderos cilindros de laminación.
• Sextos: Otro tipo de agrupamiento que se conoce como caja Sendzimir.

Trenes de Laminación

Un tren de laminación es un conjunto de varios laminadores dispuestos de manera que el material pase sucesivamente a través de ellos. Se crean chapas de diversos espesores, perfiles y tubos.

Estirado

El estirado es un proceso de conformación plástica por medio del cual se produce una disminución de la sección de un material determinado, modificando sus propiedades mecánicas. Requisitos:

• Ser suficientemente dúctil.
• Ser suficientemente tenaz.
• Debe tener excelente calidad y uniformidad en su composición.

El estirado se realiza en unas máquinas horizontales que se llaman bancos de estirar. En ellos, una hilera obliga a pasar una barra o tubo por un canal de boca troncocónica, por lo que disminuye su sección.

Trefilado

El trefilado consiste en reducir el grosor de un producto metalúrgico haciéndolo pasar, mediante tracción, por unos agujeros calibrados.

Diferencias entre Trefilado y Estirado

• El estirado se aplica a barras de 4 a 6 metros de longitud y 10 mm de diámetro, en cambio, el trefilado se aplica a redondos obtenidos por laminación y de diámetro entre 5 y 8 mm.
• En el estirado, el adelgazamiento del material no es un fin en sí mismo, mientras que en el trefilado se pretende adelgazar el material.
• En el estirado, la operación se realiza de una sola vez, mientras que en el trefilado son necesarias varias pasadas.

Operaciones de Trefilado

Se lleva a cabo en máquinas de trefilar, que se componen de:

• Devanadera: Se coloca el rollo de redondo, material de partida.
• Hilera: Según el material, se coloca una hilera u otra.
• Bobina de arrastre: Es la parte que tira del alambre.

El extremo del alambre pasa por la hilera y se tira de él hasta engancharlo en la bobina de arrastre. A medida que la bobina gira, el alambre se va enrollando sobre ella. Al igual que en el estirado, se producen tensiones en la textura del metal, por lo que puede ser necesario un tratamiento de recocido.

Extrusión

La extrusión es un proceso continuo para conformar los metales y las aleaciones.

• Caliente: Los metales se hacen fluir a presión. Según cuál sea el sentido del movimiento del material con respecto al del émbolo, será:
  • Directa: Fluye en la misma dirección y sentido que el émbolo.
  • Inversa: El metal se fuerza hacia atrás, pasando por la matriz situada en el extremo del émbolo.
• Frío: El material se coloca en el fondo de una matriz y se le obliga a que fluya entre las paredes de esta y las de un punzón que lo presiona enérgicamente. Es necesario emplear materiales muy dúctiles.