Deformación plástica
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Forjadura
Rodillos
Extrusión y estirado

Directorio

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Nota aclaratoria

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Objetivos

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Introducción

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Modos de trabajar el material

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Variables de los procesos de deformación

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Repaso de temas relacionados con deformación de metales

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Procesos de deformación
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mediante rodillos

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forjadura

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extrusión y estirado

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Destrezas a ser evaluadas en el examen

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Visita a lugares relacionados con este tema

Nota aclaratoria

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El material presentado aqui complementa pero no sustituye el material dado en clase y el material discutido en el libro de texto del curso.

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Si el estudiante se ausenta de clases, éste es responsable de indagar con la profesora o sus compañeros de clase sobre el material cubierto en clase.

Objetivos

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Conocer aspectos generales sobre los procesos de deformación y posibles aplicaciones.

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Conocer características de los productos fabricados mediante los procesos de deformación a base de rodillos, forjadura, extrusión y estirado.

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Aprender a calcular efectivamente fuerzas y presiones requeridas en los troqueles para producir la deformación deseada en los procesos de deformación a base de rodillos, forjadura, extrusión y estirado.

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Conocer e identificar y sugerir como prevenir defectos en piezas fabricadas mediante los procesos de deformación a base de rodillos, forjadura, extrusión y estirado.

Introducción

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Los procesos de deformación de metales aprovechan las propiedades de flujo plástico del material a medida que es deformado para producir la forma deseada.

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Para estos procesos comenzamos con el material fundido en forma de lingotes o barras.

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Estos procesos se dividen en dos grupos:
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deformación a metales con dimensiones similares ("bulk deformation")

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deformación a metales en forma laminar.

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Para el diseño de productos que serán procesados mediante deformación, debemos tomar en consideración lo siguiente:
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Modelos de curvas de esfuerzo vs. deformación

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Efecto de endurecimiento por deformación ("strain hardening")

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Criterios de deformación

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Propiedades del material

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Temperaturas de operación

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La deformación puede ocurrir a diferentes temperaturas:
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al frío

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al caliente

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isotérmica

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tibio

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Los procesos que estudiamos en la clase son los siguientes:
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Deformación mediante rodillos

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Forjadura

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Extrusión y estirado

Modos de trabajar el material

Trabajo al caliente

El material se deforma a temperaturas que están por encima de la temperatura de rescristalización.  Esto permite que la pieza pueda ser deformada a un nivel más alto que si se trabajara al frío.

El éxito del proceso depende de la habilidad de controlar las condiciones térmicas.

Algunos procesos llevados a cabo al caliente
bulletforjadura
bulletdeformación con rodillos
bulletextrusión

Trabajo al frío

El material se deforma a temperaturas que están por debajo de la temperatura de rescristalización.  Esto resulta en un proceso más barato que si se trabajara al caliente.  Usualmente la temperatura de operación es la temperatura ambiente.

Las propiedades del material se afectan cuando son trabajados al frío.  Por lo tanto es necesario que el diseñador conozca el impacto del cambio que sufre la pieza en sus propiedades en las condiciones de operación de la pieza.

Algunos procesos llevados a cabo al frío
bulletforjadura
bulletdeformación con rodillos
bulletextrusión
bulletoperaciones en metales en forma laminar

Trabajo tibio

bullet Las temperaturas son Entre trabajo al frío y al calor, es un punto intermaedio que puede ser una alternativa cuando los extremos son muy costosos
bulletAún se esta desarrollando, no se ha caracterizado la conducta del material en esa gama de temperaturas

Deformación isotérmica

bullet La deformación ocurre a una temperatura de operación constante.
bulletLas aleaciones a base de titanio y níquel tienen un esfuerzo de rendimiento ("yield") que depende de la temperatura, para deformarlos se calientan los troqueles y se mantiene una distribución de temperatura bastante uniforme durante el proceso.
bulletLa vida de los troqueles se afecta negativamente pero el producto tiene una mejor calidad.

Variables de los procesos de deformación

Variables independientes

bulletmaterial para comenzar
bulletgeometría inicial del material
bulletgeometría del troquel o heramientas
bulletlubricación
bullettemperatura inicial
bulletvelocidad de operación
bulletcantidad de deformación

Variables dependientes

bulletfuerza y potencia requerida
bulletpropiedades del material o producto
bullettemperatura de salida
bulletterminado de superficie y precision
bulletnaturaleza del flujo de material

Parámetros generales para deformación de materiales

bulletel material a ser deformado
bulletvelocidad de la operación
bulletfricción, lubricación y temperatura

Repaso de temas relacionados con deformación de metales (estudiar material de la clase)

Para ver ejemplo de deformación de materiales seleccione aquí

Definiciones
bulletdeformación de ingeniería
bulletdeformación de corte ("shear")
bulletesfuerzo nominal o de ingeniería
bulletMódulo de elasticidad
bulletpor ciento de elongación
bulletpor ciento de reducción en área
bulletesfuerzo verdadero
bulletdeformación verdadera
bulletdeformación elástica
bulletdeformación plástica
bulletesfuerzo de rendimiento o cedencia ("yield")

Curvas de esfuerzo y deformación verdaderas

bulletmodelos de esfuerzo vs. deformación
bulletmodelo de endurecimiento por deformación
bulletK = constante
bulletn = constante
bulletmétodos para determinar K y n:
bulletregresión logarítmica
bulletgráfico
bulletrápido
bulletconcepto de inestabilidad en tensión simple y la formación del cuello
bulletprueba de compresión
bulletestado de esfuerzos triaxiales
bulletcriterios de deformación de materiales
bulletcriterio de von misses
bulletse le llama también criterio de energía máxima
bulletestablece que el metal falla cuando la raiz cuadrada de la suma de los cuadrados de los esfuerzos cortantes principales alcanza cierto límite.
bulletcriterio de Tresca
bulletse le llama también criterio de esfuerzo cortante máximo
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establece que el metal falla cuando el esfuerzo cortante máximo alcanza cierto límite

Destrezas a ser evaluadas en el examen

bulletIdentificar el mejor proceso de deformación para producir una pieza.
bulletEn el caso de piezas que requieran una combinación de operaciones de deformación, proponer una secuencia lógica y económica de operaciones de deformación para fabricar la pieza sin problemas.
bulletCalcular efectivamente fuerzas y presiones requeridas en los troqueles para producir la deformación deseada en los procesos de deformación a base de rodillos, forjadura, extrusión y estirado.
bulletProponer magnitud de deformación, fuerzas y presiones en los moldes y otros parámetros requeridos de acuerdo al proceso para fabricar una pieza sin defectos.

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Visita a lugares relacionados con este tema

bulletProcesos de deformación mediante rodillos
bulletProcesos de forjadura
bulletProcesos de extrusión y estirado
 

  

      © Lourdes M. Rosario
 Revisado 29/08/04

lmrosario@me.uprm.edu ,  lrosario@uprm.edu