Conformado en caliente y en frío: procesos, ventajas y desventajas

Conformado en caliente:

CONFORMADO EN CALIENTE: Caliente tº trabajo>tº recristalización

PROCESO: preparación y limpieza→ calentamiento de la hta → /calentamiento de pieza/ → conformado → enfriamiento → tt térmicos

CLASIFICACION EN FUNCIÓN DE LA F APLICADAS:

• PROC DE COMPRESION DIRECTA: la F se aplica a la sup de la pieza, el metal fluye en ang recto con la dirección de compresión (forja, laminación)
• PROC DE COMPRESION INDIRECTA: la F se produce por reacción entre la pieza y el utillaje (extrusión y embutición)
• PROC DE TRACCION: el material es obligado a atravesar una matriz (estirado y trefilado)
• PRO DE PLEGADO O FLEXION: se aplican momentos de flexion a la chapa (doblado)
• PROC DE CIZALLAMIENTO: implica F cizallantes (corte)

EFECTOS: ↓resistencia del mt, se pueden conseguir ↑deformaciones con ↓ esfuerzos, no endurecimiento por deformación/ se afina el grano, se obtienen mt + blandos y dúctiles, ausencia de tensiones residuales, estructuras + uniforme /↑densidad/estruct fibrosa, mejor resistencia en dirección de la fibra/generalm la sup se cubre de una capa de óxido perjudicial

CARACT: tº de recristalización variable según mt/ no ↑ la resistencia por deformación/ ↓ el lim elástico con la T/ curva tensión-deformación real casi plana

VENTAJAS: se rompe la estructura cristalina basta para formar una estructura de grano fino/ las impurezas se deshacen y distribuyen con uniformidad, estructura fibrosa/poros huecos desaparecen, ↑densidad/mejoran prop mecánicas/ ↓resist a la deformación, ↓ E para los procesos/ posibilidad de grandes cambios de forma

INCONV: rápida oxidaxion/ tolerancias amplias/ sup rugosas/ maquinaria costosa

EFECTOS DEL CALENTAMIENTO: el calentamiento incrementa la movilidad atómica y aparecen 3 etapas:

• RESTAURACION: los átomos tienden a pasar a sus posiciones de equilibrio estable no hay movimiento aparente de los contornos de grano: - se contrarrestra la consolidación/-desaparecen las tensiones internas/-disminuye ligeramente dureza y limite elástico/- no se modifica la microestructura
• RECRISTALIZACION: se forman cristales nuevos de entre los deformados:- aparecen gérmenes en los lugares de mayor acritud(lim de grano, planos de maclado, etc)/- los gérmenes crecen a expensas de los atomos que les rodea/- se terminan sustituyendo el edificio cristalino deformado, se modifica la microestructura/- el metal recupera su plasticidad, baja densidad de dislocaciones
• CRECIMIENTO DE GRANO: el grano recristalizado continua creciendo a medida que aumenta la tº, el tiempo y la tº favorece el aumento de tamaño de grano

Conformado en frío:

CONFORMADO EN FRÍO: tº trabajo<tº recristalización Tr=0’42Tf

EFECTOS: ACRITUD: ↑ resistencia, dureza, lim elástico y de la fragilidad, este efecto puede ser deseado o no/ hay que aplicar ESFUERZOS MAYORES, las deformaciones que se pueden obtener son ↓ que en caliente/ en ocasiones hay que realizar CONFORMADOS SUCESIVOS con tt intermedio de eliminación de tensiones residuales y acritud/ se pueden obtener MEJORES ACABADOS sup y tolerancias + estrictas

CARACT: se pueden elevar algo la Tº para favorecer la ductilidad/ indicado para grandes producciones/ desarrollo creciente

VENTAJ: no se precisa aportar Q/mejores acabados sup/ mejora la intercambiabilidad/ mejores caract mecánicas/ ↓ problema de contaminación/ anisotropía, propiedades direccionales

INCONV: requiere F↑ maquinas potentes/Sup de la preforma limpia /aumento de la resistencia por deformación/ prop direccionales /tensiones residuales

Forja:

FORJA: proceso de conformación plástica en que se somete el material a ↑ p: actúan continua →prensas/discontinua →martillos/ las piezas pueden resultar acabadas o ser preformas para otras operaciones/ se suele realizar en caliente/ en frio para ↑dureza y resistencia/ la acción compuesta de la Ecalorífica y mecánica permite: reducción de sección considerable/ modificar la macroestructura→ efecto fibra/ en frío se aplica a metal que: no conviene calentar, porque es costoso o no es deseable/ piezas pequeñas que se enfrían rápidamente.

FORJA LIBRE: se emplean matrices abiertas, no se confina el flujo de material, se realiza en caliente, el metal es golpeado por un martillo, la forma deseada la obtiene el operario cambiando entre golpes la posición de la pieza.

FORJA CON ESTAMPA (FORJA DE PRECISION): las matrices controlan el flujo plástico del metal, la conformación es total, a veces hay que emplear expulsores./ Estampa semicerrada se forma rebaba. Estampa cerrada no se produce/ se suele realizar por etapas con forjas intermedias/ APL: se pueden forjas piezas muy diversas en forma y tamaño/ se produce una estructura fibrosa favorable/CARACT: tolerancias aceptables/calidad sup buena se puede mejorar con un proceso adicional.

FORJA POR RECALCADO: forjado sin rebaba APLIC: cabezas de pernos, tornillos, válvulas CARACT: depende de la lubricación y se que se produzcan oxidaciones

FORJA EN FRIO: el mt es comprimido dentro de la matriz que el confiere la forma deseada APLIC:↑ aprovechamiento del material, producción masivas CARACT: excelentes prop mecánicas, buen acabado sup

DEFECTOS EN FORJA: grietas y plegado: zonas excesivamente trabajadas, materiales frágiles en caliente, tª baja/ tensiones residuales: se eliminan con un recocido/falta de penetración: cuando la deformación solo afecta a las capas superficiales/pandeo= diámetro/longitud>3 /abarrilamiento: por rozamiento se pueden originar grietas/estructura de fibra: la ductilidad es inferior en la dirección transversal, se evita con reducciones inferiores al 50-70% de la sección transversal.