Procesos Industriales de Metales: Propiedades, Tratamientos y Técnicas de Fabricación

Metales y sus Procesos Industriales

Los metales se clasifican en: metales puros y aleaciones.

Clasificación y Usos Comunes

Los metales y aleaciones más utilizados en la industria incluyen: hierro, aluminio, aleaciones ligeras, cobre, latón, fundiciones y aceros (de alta resistencia, aceros aleados y aceros inoxidables).

Constituyentes del Acero

Los principales constituyentes del acero son: ferrita, cementita, austenita, perlita y ledeburita.

Operaciones Termoquímicas

Las operaciones termoquímicas son procesos que modifican la composición química superficial del metal, mejorando sus propiedades. Incluyen:

• Cementación
• Nitruración
• Carbonitruración
• Cianuración
• Sulfinización

Tratamientos Térmicos sobre el Acero

Un tratamiento térmico es toda operación que tiene como objetivo aplicar una fuente de calor para modificar la estructura interna del acero, alterando así sus características mecánicas.

Tipos de Tratamientos Térmicos

• Temple
• Recocido
• Revenido
• Normalizado

Operaciones sobre Materiales Metálicos

Las operaciones comunes sobre materiales metálicos incluyen:

• Fundición
• Forjado
• Estampación
• Laminado

Propiedades de los Metales

Propiedades Físicas de los Metales

• Dilatabilidad: Es la propiedad que produce un aumento de volumen cuando aumenta su temperatura.
• Fusibilidad: Es el cambio que presentan los metales al pasar de estado sólido a líquido.

Propiedades Mecánicas

Las propiedades mecánicas clave de los metales son: dureza, elasticidad, fragilidad, tenacidad y plasticidad.

Ensayos de Materiales Metálicos

Ensayos de Dureza

Los ensayos de dureza más comunes son:

• Rockwell
• Brinell
• Vickers

Otros Ensayos Mecánicos

Además de la dureza, se realizan ensayos para determinar la resistencia a:

• Tracción
• Torsión
• Compresión
• Flexión
• Cizallamiento
• Fatiga

Corrosión y Anticorrosivos

La corrosión es la merma de las características de un material metálico a causa de su contacto con el oxígeno.

Tipos de Corrosión

• Superficial
• Interna
• Galvánica

Tipos de Anticorrosivos

Para prevenir la corrosión, se utilizan tratamientos como:

• Fosfatación
• Cataforesis
• Galvanización

Trazado Industrial

Definición y Propósito

El trazado consiste en dibujar y señalar sobre la pieza que se va a mecanizar para posteriormente realizar tareas como aserrar, taladrar, etc.

Sistemas de Trazado

Los sistemas de trazado más comunes son:

• Trazado plano
• Trazado al aire

Herramientas para el Proceso de Trazado

Herramientas de Marcado

Para el marcado se utilizan:

• Punta de trazar
• Rotulador
• Compás
• Granete
• Gramil

Herramientas de Apoyo

Las herramientas de apoyo incluyen:

• Regla
• Mármol de trazado
• Mármol ajustador
• Calzo
• Cuña

Uso del Sulfato

El sulfato se utiliza para resaltar las líneas trazadas, mejorando su visibilidad.

Técnicas de Corte de Materiales

Definición y Tipos

Se denomina corte a la división controlada de un material. Los principales tipos son:

• Corte por arranque de virutas (aserrado)
• Corte por cizallamiento
• Corte por abrasión
• Corte térmico

Aserrado

El aserrado es un método de corte por arranque de virutas, las cuales se eliminan del material para dividir la pieza en dos.

Sierra de Mano

La sierra de mano se compone de un arco de sierra y una hoja de sierra, cuyas características importantes son: tamaño, paso, triscado y material.

Sierras Automáticas

Entre las sierras automáticas se encuentran: la sierra de mano neumática, la sierra de calar y la sierra circular.

Cizallamiento

El cizallamiento se produce al someter el material a una gran presión con una superficie muy pequeña (filo), lo que provoca que el material se rompa. Se utiliza en herramientas como tijeras de carrocero, cizallas y en el cincelado.

Corte por Abrasión

El corte por abrasión se produce al someter el material a un gran desgaste mediante discos abrasivos que giran a gran velocidad. Ejemplos de herramientas son las radiales o amoladoras.

Corte Térmico

Corte por Equipo de Plasma

El corte por equipo de plasma se basa en elevar la temperatura de la zona a cortar cerca de 20.000 ºC de forma muy localizada, lo que produce que el material se seccione por una corriente de aire a gran velocidad.

Antes de empezar, es crucial realizar el reglaje pre-flujo y el reglaje pos-flujo.

Oxicorte

El oxicorte es un método de corte con llamas generadas por equipos de soldadura oxiacetilénica. Consiste en calentar el material hasta el punto de fusión, cortándolo con un chorro de aire a presión.

Precauciones importantes:

• Utilizar ropa ignífuga.
• No cortar materiales inflamables.
• Evitar el uso de lentillas.
• No apoyarse en la pieza durante el proceso.

Limado y Herramientas Asociadas

Definición de Limado

El limado es una operación de desgaste mediante arranque de virutas que se lleva a cabo con una herramienta llamada lima.

La Lima: Herramienta Principal

La lima es la herramienta principal del limado. Está fabricada de acero templado extra duro aleado. Sus caras poseen dientes mecanizados que, al rozar con las superficies, arrancan el material en forma de viruta.

Partes de la Lima

Las partes de una lima son: cabeza, cuerpo, cola, virola y mango.

Características de las Limas

• Tamaño: Es la longitud del cuerpo de la lima, expresada en pulgadas.
• Forma: Es la figura geométrica que describe la lima (plana, cuadrada, triangular, media caña, redonda, de cuchillo).
• Grado de corte: Es el número de dientes por centímetro cuadrado.
• Picado: Es la rugosidad que presenta el cuerpo de la lima (sencillo, doble o especial).

Operación de Limado

Los pasos fundamentales en la operación de limado son:

• Fijación de la pieza
• Elección de la lima adecuada
• Sujeción correcta de la lima

Otros Utensilios y Maquinaria

Además de las limas, se utilizan otros utensilios como la lima de carrocero, cepillos de púas metálicas y mordazas de sujeción.

Electroesmeriladora

La electroesmeriladora es una máquina eléctrica compuesta de un eje giratorio en el que se instalan muelas abrasivas para desbaste y afilado.