Técnicas de Deformación Plástica de Metales: Procesos y Propiedades

Procesos de Deformación Plástica en Metales

La deformación plástica es fundamental para dar forma a los metales, asegurando un comportamiento mecánico excelente. Estos procesos se dividen principalmente en conformado en caliente y en frío.

Conformado en Caliente

Se realiza a temperaturas superiores a 0.6 veces la temperatura de fusión (T > 0.6 T_F), es decir, por encima de la temperatura de recristalización. Al calentar la aleación, su límite elástico disminuye y su ductilidad aumenta, facilitando el conformado y permitiendo obtener formas más complejas. El material no se endurece ni se ablanda significativamente durante la operación. Sin embargo, a mayor velocidad de deformación, se requiere aplicar más tensión.

Conformado en Frío

Se lleva a cabo a temperaturas inferiores a 0.35 veces la temperatura de fusión (T < 0.35 T_F), por debajo de la temperatura de recristalización. Durante este proceso, el metal se endurece. La velocidad de deformación tiene poca influencia. Si se requieren grandes deformaciones, se realizan recocidos de recristalización intermedios para restaurar las propiedades iniciales del producto.

Ventajas del Conformado en Frío:

• Son más económicos.
• Proporcionan tolerancias más estrechas.
• Permiten obtener productos con una amplia gama de características mecánicas.

Procesos Específicos de Conformado

Forja

• Matriz Abierta: Utiliza herramientas de formas simples que golpean o presionan la pieza. Es adecuada para piezas grandes con formas sencillas y tolerancias menos precisas.
• Matriz Cerrada: Emplea prensas que obligan al material a ocupar el espacio entre dos tapas de un molde. Ideal para piezas pequeñas con formas más complejas y tolerancias más ajustadas, aunque requiere aplicar mayor fuerza.

Recalcado

Operación de forja aplicada a una pieza cilíndrica para aumentar la sección de una parte del tubo.

Laminación

Deformación plástica de un material al pasarlo entre dos cilindros que reducen su espesor. Se obtienen formas largas con sección constante.

Extrusión

Se reduce la sección de un bloque metálico forzándolo a pasar a través de un orificio con la forma deseada, resultando en piezas largas de sección constante.

Trefilado

Proceso similar a la extrusión, pero basado en esfuerzos de tracción para obtener hilos. Generalmente se realiza en varios pasos.

Efectos del Conformado en los Metales

Efectos del Conformado en Caliente

• Ventajas: Destruyen la segregación y homogenizan el producto, eliminan la porosidad (por rechupe o desprendimientos gaseosos) mediante aplastamiento, y refinan los granos columnares.
• Inconvenientes: Pueden provocar la oxidación del metal en contacto con el aire y la descarburación de los aceros, resultando en propiedades mecánicas inferiores en comparación con el conformado en frío.

Fibrado Mecánico

Consiste en el alargamiento de las inclusiones en las direcciones principales del conformado, lo que provoca anisotropía en las propiedades mecánicas del producto final.

Conformado por Chapa

• Corte: La chapa se corta utilizando una matriz con la forma deseada.
• Doblado: La conformabilidad de una chapa en operaciones de doblado se mide por el radio mínimo que se puede conseguir sin que la chapa se rompa. Este radio es mayor cuando el doblado se realiza en dirección transversal.
• Embutición: La chapa se sujeta y se estira bajo la acción de un punzón.