Fundamentos de la Selección de Materiales y Procesos Metalúrgicos de Conformación
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Selección de los Materiales
La selección adecuada de materiales es crucial y se basa en los siguientes criterios:
- Función que debe cumplir la pieza.
- Propiedades de los materiales a utilizar.
- Facilidad para darles la forma requerida.
- Costo (el precio).
Obtención y Conformación de los Materiales
Los metales se encuentran en la naturaleza combinados con otros elementos formando minerales. Para poder utilizarlos es necesario:
- Aislar el material de los elementos que lo acompañan.
- Darle la forma requerida en cada caso para que pueda cumplir con la misión que el hombre le destine.
La Metalurgia
El primer objetivo (aislar el material) se logra mediante operaciones metalúrgicas.
La metalurgia estudia los procesos que permiten beneficiar los minerales y extraer de ellos los metales.
Procesos de Conformación
Comprenden un conjunto muy variado de operaciones mediante las cuales se cambia la forma y dimensiones de los metales. Pueden ser:
1. Por Fundición
Consiste en el llenado con metal fundido de un recipiente que presenta un hueco cuya forma y dimensiones son análogas a las de la pieza que se desea obtener.
2. Por Deformación en Caliente
Consiste en deformar mediante golpes o compresión un trozo de metal previamente calentado hasta que adquiere la forma deseada. Destacan:
- La forja
- Laminación en caliente
- Estampación en caliente
- Extrusión en caliente
3. Por Deformación en Frío
Podemos citar:
- Troquelado: Consiste en obtener piezas arrancadas de una chapa mediante cizalladuras entre un punzón y una matriz.
- Embutición: Se logra que una chapa fina adopte la forma a la que le obligan dos piezas al presionar sobre ella.
4. Por Arranque de Viruta
Consiste en reducir las dimensiones de un trozo de material y cambiar su forma mediante el arranque de pequeños trozos o virutas.
Operaciones manuales de arranque de viruta:
- Serrado
- Limado
- Cincelado
Procesos de arranque de viruta utilizando máquinas:
- Fresado
- Torneado
- Taladrado
5. Por Conformación por Soldadura
Consiste en unir dos piezas metálicas mediante la elevación de la temperatura de las superficies a soldar.
Propiedades de los Materiales
Clasificación de las propiedades
Las propiedades de los materiales se clasifican en:
- Físicas
- Químicas
- Mecánicas
- Tecnológicas
Propiedades Físicas
Las principales propiedades físicas incluyen:
- Peso específico y densidad
- Conductividad calorífica
- Calor específico
- Dilatabilidad
- Temperatura de fusión y solidificación
- Conductividad eléctrica
Peso Específico y Densidad
- Peso específico: Es el peso que tiene la unidad de volumen de un cuerpo.
- Densidad: Representa la cantidad de masa que contiene la unidad de volumen de un cuerpo. Es sabido que entre peso y masa existe la relación: P = m x g.
Conductividad Calorífica
Expresa la mayor o menor facilidad con que los cuerpos transmiten la energía calorífica a través de su propia materia.
Calor Específico
Es la cantidad de calor necesario para elevar un grado la temperatura de un gramo de masa.
Dilatabilidad
Es la propiedad que tienen los cuerpos de aumentar su volumen al elevar la temperatura.
Temperatura de Fusión
Es el valor determinado que alcanza la temperatura de un material de forma progresiva, momento en el cual cambia de estado sólido a líquido.