Propiedades físicas-mecánicas de los materiales

Índice

• Propiedades de los materiales
  • Tenacidad
  • Dureza
  • Resistencia
• Elasticidad
• Plasticidad
  • Maleabilidad
  • Ductibilidad
  • Fatiga
  • Fragilidad
  • Resiliencia
  • Fusibilidad
  • Conductividad eléctrica
  • Conductividad térmica
  • Dilatacion
• Ensayos
  • Dureza
  • Traccion

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Propiedades de los materiales

Tenacidad

es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura, por acumulación de dislocaciones. La tenacidad se debe principalmente al grado de cohesión entre moléculas. En mineralogía la tenacidad es la resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.



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Dureza

La dureza es la oposición que presenta un material a ser rayado o penetrado por otro cuerpo sólido. La definición de dureza es diferente a la de resistencia mecánica, la cual es la resistencia del material a ser deformado. La dureza también es una medida de las propiedades de abrasión de un material. Generalmente, los materiales más duros presentan mejores propiedades a la abrasión que otros.
Las escalas de uso industrial actuales son las siguientes:

• Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de wolframio. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6 mm de espesor. Estima resistencia a tracción.
• Dureza Knoop: Mide la dureza en valores de escala absolutas, y se valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una fuerza estándar.
• Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.
• Rockwell superficial: Existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial.
• Dureza Rosiwal: Mide en escalas absoluta de durezas, se expresa como la resistencia a la abrasión medias en pruebas de laboratorio y tomando como base el corindón con un valor de 1000.
• Dureza Shore: Emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias escalas. A mayor rebote -> mayor dureza. Aplicable para control de calidad superficial. Es un método elástico, no de penetración como los otros.
• Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2 mm de espesor.
• Dureza Webster: Emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell.

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Resistencia

Oposición que presenta un material al ser atravesado por otra fuerza. Encontramos:

• Resistencia la compresión: Esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido al fractura miento se puede definir en límites bastante ajustados, como una propiedad independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no se rompen en la compresión se define como la cantidad de esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad arbitraria. La resistencia a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima por el área transversal original de una probeta en un ensayo de compresión.
  
  
• Resistencia a la elasticidad: Es la habilidad que tiene un material que ha sido deformado de alguna manera para regresar a su estado y tamaño original, cuando se a la acción que ha producido la deformación.
  Cuando el material se deforma permanentemente de tal manera que no regresa a su estado original se dice que ha pasado a su límite elástico.
  
  
• Resistencia a la tensión: Esfuerzo que causará una deformación permanente específica.Esta propiedad de gran importancia para los diseñadores se expresa en libras-fuerza por pulgada cuadrada.
  
  
• Resistencia al impacto: La resistencia al impacto describe la capacidad del material a absorber golpes y energía sin romperse. La tenacidad del material depende de la temperatura y la forma.Es una indicación de la dureza del material.
  
  
• Resistencia a la fricción: La resistencia a la fricción en el movimiento relativo de dos objetos sólidos suele ser proporcional a la fuerza que presiona juntas las superficies, así como la rugosidad de las superficies. Dado que es la fuerza perpendicular o "normal" a las superficies que afectan a la resistencia a la fricción, esta fuerza se suele llamar la "fuerza normal" .
  
  
• Resistencia a la flexión: Se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos. Sin embargo y por comodidad para realizar el ensayo de los distintos materiales bajo la acción de este esfuerzo se emplea generalmente a las mismas comportándose como vigas simplemente apoyadas, con la carga concentrada en un punto medio (flexión practica u ordinaria).
  
  

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Elasticidad

Propiedad en virtud de la cual un cuerpo se deforma de manera proporcional a la carga aplicada y recupera su forma original una vez ha cesado la acción de la carga. Un cuerpo se denomina perfectamente elástico si no experimenta deformaciones permanentes, es decir, siempre recupera su figura inicial; por el contrario, un cuerpo se dice que es perfectamente plástico si sufre deformaciones permanentes, de modo que mantiene a lo largo del tiempo la nueva configuración adquirida.
En la técnica se aprovechan tanto los materiales elásticos como los plásticos. Por ejemplo, las chapas de la carrocería han de mantener la forma deseada después de la estampación, por lo que deberán ser plásticas. En cambio, los muelles de las suspensiones deben volver a su posición inicial, por lo que tienen que ser perfectamente elásticos.
En realidad, la elasticidad y la plasticidad coexisten, ya que todos los materiales se caracterizan por un comportamiento elástico, hasta cierto punto, denominado límite elástico (esfuerzo máximo, generalmente expresado en kg/mm2, al que puede someterse un material sin que se produzcan deformaciones permanentes), y luego se comportan de forma plástica durante un intervalo determinado hasta la rotura.
Antes de volverse plástico, el comportamiento de un material se determina por la ley de Hooke, que expresa la proporcionalidad directa entre los esfuerzos y las deformaciones (alargamientos) de una varilla de muestra (probeta) sometida a tracción. Para un mismo límite elástico, 2 materiales sometidos al mismo esfuerzo pueden alargarse de forma distinta. La relación entre el esfuerzo y la deformación se denomina módulo de elasticidad. Para el acero vale 21.000 kg/mm2; para las aleaciones de aluminio 7.000 kg/mm2, y para las de magnesio 4.000 kg/mm2. Esto significa que un acero que está sometido a un esfuerzo de tracción de 21 kg/mm2 se alarga (pero luego vuelve a cero) 1 mm por cada metro de longitud.
Cuanto mayor es el módulo de elasticidad, menor es la deformación que se produce al aplicar una carga determinada. Contrariamente a lo que pueda parecer, los materiales empleados para los muelles poseen un módulo de elasticidad elevado, es decir, soportan esfuerzos bastante considerables antes de deformarse.
Sin embargo, para obtener las elevadas deformaciones que se requieren para los muelles, se recurre a formas especiales (en hélice, de ballesta, de lámina) que, por medio de una solicitación a torsión o ñexión (en lugar de por tracción), permiten reducir el peso del material empleado y las dimensiones del muelle. Evidentemente, cuanto mayor es el límite elástico, más elevada es la carga que puede soportar el muelle antes de deformarse plásticamente.
Por todo lo dicho, parece evidente que, según la forma que se da a una pieza mecánica, es posible obtener efecto opuesto, es decir, el de reducir las deformaciones elásticas para una misma cantidad de material. Es lo que se hace, por ejemplo, con las bielas, en las que, junto a un material de elevado límite elástico, se estudian formas particulares (en H) que posean la característica de limitar las flexiones sin aumentar demasiado el peso.



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Plasticidad

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Maleabilidad

Es la propiedad de un material blando de adquirir una deformación acuosa mediante una descompresión sin romperse. A diferencia de la ductilidad, que permite la obtención de hilos, la maleabilidad favorece la obtención de delgadas láminas de material.
El elemento conocido más maleable es el oro, que se puede malear hasta láminas de una diezmilésima de milímetro de espesor. También presentan esta característica otros metales como el platino, la plata, el cobre, el hierro y el aluminio.



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Ductibilidad

Es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse,1 permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo sucede tras producirse grandes deformaciones.
En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada.
En un ensayo de tracción, los materiales dúctiles presentan una fase de fluencia caracterizada por una gran deformación sin apenas incremento de la carga.

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Fatiga Se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparición reciente, para los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos.

• Denominado ciclo de carga repetida, los máximos y mínimos son asimétricos con respecto al nivel cero de carga.
• Aleatorio: el nivel de tensión puede variar al azar en amplitud y frecuencia.

El proceso de rotura por fatiga se desarrolla a partir del inicio de la grieta y se continúa con su propagación y la rotura final.
Inicio Las grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclean sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensión (originadas por diseño o acabados, ver Factores).
Las cargas cíclicas pueden producir discontinuidades superficiales microscópicas a partir de escalones producidos por deslizamiento de dislocaciones, los cuales actuarán como concentradores de la tensión y, por tanto, como lugares de nucleación de grietas.

Propagación

• Etapa I: una vez nucleada una grieta, entonces se propaga muy lentamente y, en metales policristalinos, a lo largo de planos cristalográficos de tensión de cizalladura alta; las grietas normalmente se extienden en pocos granos en esta fase.
• Etapa II: la velocidad de extensión de la grieta aumenta de manera vertiginosa y en este punto la grieta deja de crecer en el eje del esfuerzo aplicado para comenzar a crecer en dirección perpendicular al esfuerzo aplicado. La grieta crece por un proceso de enromamiento y agudizamiento de la punta a causa de los ciclos de tensión.

Rotura
Al mismo tiempo que la grieta aumenta en anchura, el extremo avanza por continua deformación por cizalladura hasta que alcanza una configuración enromada. Se alcanza una dimensión crítica de la grieta y se produce la rotura.
La región de una superficie de fractura que se formó durante la etapa II de propagación puede caracterizarse por dos tipos de marcas, denominadas marcas de playa y estrías. Ambas indican la posición del extremo de la grieta en diferentes instantes y tienen el aspecto de crestas concéntricas que se expanden desde los puntos de iniciación. Las marcas de playa son macroscópicas y pueden verse a simple vista.
Las marcas de playa y estrías no aparecen en roturas rápidas.



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Fragilidad

es la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipo deformaciones plásticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil.

La fragilidad de un material además se relaciona con la velocidad de propagación o crecimiento de grietas a través de su seno. Esto significa un alto riesgo de fractura súbita de los materiales con estas características una vez sometidos a esfuerzos.1 Por el contrario los materiales tenaces son aquellos que son capaces de frenar el avance de grietas.
Ejemplos típicos de materiales frágiles son los vidrios comunes (como los de las ventanas, por ejemplo), algunos minerales cristalinos, los materiales cerámicos y algunos polímeros como el polimetilmetacrilato (PMMA), el poliestireno (PS), o el poliácidolactico (PLA), entre otros. Es importante mencionar que el tipo de rotura que ofrece un material (frágil o dúctil) depende de la temperatura. Así mientras algunos materiales como los plásticos (polietileno, polipropileno u otros termoplásticos) que suelen dar lugar a roturas dúctiles a temperatura ambiente, por debajo de su temperatura de transición vítrea dan lugar a roturas frágiles.



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Resiliencia

Es la energía de deformación (por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. La resiliencia es igual al trabajo externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico, es decir, la resiliencia es la capacidad de almacenar energía en el periodo elástico, y corresponde al área bajo la curva del ensayo de tracción entre la deformación nula y el límite de fluencia.
Se diferencia de la tenacidad en que ésta cuantifica la cantidad de energía almacenada por el material antes de romperse, mientas que la resiliencia tan sólo da cuenta de la energía almacenada durante la deformación elástica. La relación entre resiliencia y tenacidad es generalmente monótona creciente, es decir, cuando un material presenta mayor resiliencia que otro, generalmente presenta mayor tenacidad. Sin embargo, dicha relación no es lineal.



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Fusibilidad

Es la facilidad con que un material puede derretirse o fundirse. Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas.
Materiales como la soldadura requieren un bajo punto de fusión de forma que cuando el calor es aplicado a la misma, ella se derrita antes que los otros materiales siendo soldados (siendo esto una alta fusibilidad).
Por otra parte, existen otros materiales que son utilizados en instrumentos (como algunos hornos especiales)que se les aprovecha su baja fusibilidad. Los materiales que sólo se derriten a temperaturas muy altas se les llama materiales refractarios.

Fusibilidad from sena181309

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Conductividad eléctrica

es la medida de la capacidad de un material que deja pasar la corriente eléctrica, su aptitud para dejar circular libremente las cargas eléctricas. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material y de la temperatura.



Aqui una tabla con la resistividad de los materiales a la conducción eléctrica:



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Conductividad térmica

Es la propiedad natural de los cuerpos, que consiste en transmitir el calor o a electricidad.En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que no está en contacto.



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Ensayos

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Procesos Fabriles

Índice

• Introducción
• Clases de procesos
• Calderería
• Conformado
• Estampación
• Extrusión
• Forjado
• Fundición
• Inyeccción
• Laminado
• Mecanizado con arranque de viruta
• Sinterizado
• Tratamientos Térmicos
• Trefilado
• Bibliografia

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Introducción

Se llama proceso fabril a la serie de cambios y transformaciones a que se somete a las características de la materia prima (Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética.) desde su llegada a la planta de producción hasta convertirse en producto acabado o elaborado.
Todas las plantas o industrias que producen algo a partir de una materia prima sometida a cambios, desarrollan un proceso fabril (de fabrica).
Por ejemplo, una fábrica de automóviles desarrolla un proceso continuo hasta tener un auto acabado. Por ser este una serie de cambios en la materia prima hasta lograr un auto como producto final producido en una fábrica.

El proceso fabril:

• Se somete a la materia prima a cambios y transformaciones por medio de químicos y materiales industriales.
• Es hecho en fábricas.
• Se utilizan químicos que afectan el ecosistema.
• Por lo general es fabricado en poco tiempo y en grandes cantidades.

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Calderería

Es una especialidad profesional de la fabricación mecánica que tiene como función principal la construcción de depósitos aptos para el almacenaje y transporte de sólidos en forma de granos o áridos, líquidos y gas; así como todo tipo de construcción naval y estructuras metálicas. Muchos de estos depósitos reciben el nombre de silos y cisternas. El material más común que se trabaja en calderería es el acero laminado y vigas en diferentes aleaciones, formas y espesores.

En un taller o una industria de calderería es común encontrar la siguiente maquinaria:

• Cizallas para cortar la chapa;
• Prensas de estampar y troquelar chapa;
• Máquinas de rodillos para doblar y conformar la chapa;
• Remachadoras (en desuso, reemplazadas por la soldadura);
• Máquinas de soldar. De corriente continua y alterna, manuales y automáticas;
• Sopletes de corte (acetileno ó propano y oxigeno).

Cuando se trata de construcción de depósitos que van a trabajar a altas presiones la calidad del metal que lo compone y las soldaduras que lleve durante su construcción se someten a diversas pruebas, las más habituales; soldaduras y materiales revisados mediante ultrasonidos y rayos X.



Ejemplos significativos de construcción en calderería:

• la Torre Eiffel
  
  
  
• El puente colgante de Vizcaya
  
  
  
• La estructura que sustenta el Museo Guggenheim Bilbao
  
  
  
• Petroleros
  
  
  
• Depósitos de gas
  
  
• etc.

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Conformado

Trabajo en frío
Hace referencia a todos aquellos procesos de conformado realizado a baja temperatura generalmente ambiente, como son embutido, doblado, rolado, estirado, etc. Además posee un acabado brillante y bastante exacto.Tiene la particularidad de mejorar la resistencia, la maquinabilidad.
El endurecimiento por deformación plástica en frío es el fenómeno por medio del cual un metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida es deformado plástica mente. Se puede apreciar mejor por medio del siguiente cuadro que muestra el proceso que pasa el metal.



Trabajo en caliente
Una de las propiedades más importantes de los metales es su maleabilidad, este termino, indica la propiedad de un metal para ser deformado mecánicamente por encima de su límite elástico, sin deformarse y sin incremento considerable en la resistencia a la deformación. Dado que el metal se encuentra a alta temperatura, los cristales reformados comienzan a crecer nuevamente, pero estos no son tan grandes e irregulares como antes. Al avanzar el trabajo en caliente y enfriarse el metal, cada deformación genera cristales mas pequeños, uniformes y hasta cierto grado aplanados, lo cual da al metal una condición a la que se llama anisotropía u orientación de grano o fibra, es decir, el metal es mas dúctil y deformable en la dirección de un eje que en la del otro.

La ventaja principal del trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cedencia y una alta ductilidad. Aquí se pueden trabajar diferentes conformados como es; el laminado, forjado, extursion, embutido entre otros.



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Estampación

La estampación es un tipo de proceso de fabricación por el cual se somete un metal a una carga de compresión entre dos moldes. La carga puede ser una presión aplicada progresivamente o una percusión, para lo cual se utilizan prensas y martinetes. Los moldes, son estampas o matrices de acero, una de ellas deslizante a través de una guía (martillo o estampa superior) y la otra fija (yunque o estampa inferior).
Si la temperatura del material a deformar es Mayor a la temperatura de recristalización, se denomina Estampación en Caliente, y si es menor se denomina estampación en frío.



Trabajo en caliente
Este tipo de Estampación se realiza con el material a mayor temperatura que la temperatura de recristalización.
El producto obtenido tiene Menor precisión dimensional y Mayor rugosidad que cuando se trabaja en frío, pero es posible obtener mayores deformaciones en caliente.

Trabajo en frío
La estampación en frío se realiza con el material a menor temperatura que la temperatura de recristalización, por lo que se deforma el grano durante el proceso, obteniendo anisotropía en la estructura microscópica. Suele aplicarse a piezas de menor espesor que cuando se trabaja en caliente, usualmente chapas o láminas de espesor uniforme.
Las principales operaciones de estampación en frío son:

• Troquelación: punzonado (realización de agujeros), corte (separación de piezas de una chapa) o acuñación.
• Embutición: obtención de cuerpos huecos a partir de chapa plana.
• Deformación por flexión entre matrices: curvado, plegado o arrollado.

Los materiales utilizados en la estampación en frío son dúctiles y maleables, como el acero de baja aleación, las aleaciones de aluminio (preferentemente al magnesio, sin cobre), el latón, la plata y el oro.
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Extrusión

La extrusión es un procedimiento para conformar metales y aleaciones, haciendo que salgan esos metales a través de una matriz mediante una presión aplicada al metal.
Se realiza a altas velocidades. El punzón golpea a la parte de trabajo más que aplicar presión.
Grandes reducciones y altas velocidades de producción, de aquí su alta importancia comercial.
De aquí se fabrican tuberías, perfiles, envases. Pudiéndose decir de él que le da a las piezas un acabado excelente.





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Forjado

La forja, es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.
Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.
Hay que destacar que es un proceso de conformado de metales en el que no se produce arranque de viruta, con lo que se produce un importante ahorro de material respecto a otros procesos.





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Fundición

Es el proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.
El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.
La fundición en arena consiste en colar un metal fundido, típicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida.
Para la fundición con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente más pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como "flotación del molde", que ocurre cuando la presión del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.





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Inyección

Es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, cerámico o un metal1 en estado fundido (o ahulado) en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.
El moldeo por inyección es una técnica muy popular para la fabricación de artículos muy diferentes. Sólo en los Estados Unidos, la industria del plástico ha crecido a una tasa de 12% anual durante los últimos 25 años, y el principal proceso de transformación de plástico es el moldeo por inyección, seguido del de extrusión. Un ejemplo de productos fabricados por esta técnica son los famosos bloques interconectables LEGO y juguetes Playmobil, así como una gran cantidad de componentes de automóviles, componentes para aviones y naves espaciales.
Los polímeros han logrado sustituir otros materiales como son madera, metales, fibras naturales, cerámicas y hasta piedras preciosas; el moldeo por inyección es un proceso ambientalmente más favorable comparado con la fabricación de papel, la tala de árboles o cromados. Ya que no contamina el ambiente de forma directa, no emite gases ni desechos acuosos, con bajos niveles de ruido. Sin embargo, no todos los plásticos pueden ser reciclados y algunos susceptibles de ser reciclados son depositados en el ambiente, causando daños al medio ambiente.
La popularidad de este método se explica con la versatilidad de piezas que pueden fabricarse, la rapidez de fabricación, el diseño escalable desde procesos de prototipos rápidos, altos niveles de producción y bajos costos, alta o baja automatización según el costo de la pieza, geometrías muy complicadas que serían imposibles por otras técnicas, las piezas moldeadas requieren muy poco o nulo acabado pues son terminadas con la rugosidad de superficie deseada, color y transparencia u opacidad, buena tolerancia dimensional de piezas moldeadas con o sin insertos y con diferentes colores.





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Laminado

Consiste en modificar la sección de una barra de metal al pasar entre dos cilindros, obteniéndose un espesor menor. Es el método más barato y más eficiente para reducir el área transversal de una pieza de material, de tal manera que el espesor final sea uniforme a lo largo de todo el producto.Las palanquillas o tochos se calientan con el fin de proporcionar ductilidad y maleabilidad para el proceso de la laminación en caliente. Después se pasa entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor.





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Mecanizado con arranque de viruta

El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.





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Sinterizado

Es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre las partículas.
En la fabricación de cerámicas, este tratamiento térmico transforma un producto en polvo en otro compacto y coherente. La sinterización se utiliza de modo generalizado para producir formas cerámicas de alúmina, berilia, ferrita y titanatos.
En la sinterización las partículas coalescen por difusión al estado sólido a muy altas temperaturas, pero por debajo del punto de fusión o vitrificación del compuesto que se desea sinterizar. En el proceso, se produce difusión atómica entre las superficies de contacto de las partículas, lo que provoca que resulten químicamente unidas.

Fases de la sinterización
Para la fabricación de una pieza mediante sinterizado se siguen las siguientes etapas:

• Obtención del polvo
• Preparación del polvo
• Compactación
• Sinterización
• Acabado de la sinterización

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Tratamientos Térmicos

Es el conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.

El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales está creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.
Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el del hierro-carbono. En este tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.

Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión. Los principales tratamientos térmicos son:

• Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.
• Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.
• Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.
• Normalizado: Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.

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Trefilado

Consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos sucesivos a través de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cuyo diámetro es paulatinamente menor. Esta disminución de sección da al material una cierta acritud en beneficio de sus características mecánicas.
Dependiendo de la longitud y el diámetro de las barras a trabajar, varían las reducciones que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de hasta 15 mm de diámetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar el acabado superficial y las tolerancias dimensionales reduciendo su diámetro hasta 1,5 mm. En otros tamaños más pequeños, se puede llegar a conseguir reducciones del 50%, y en otros alambres de hasta el 90% en pasadas sucesivas, partiendo en un estado del material de recocido y antes de que necesite un nuevo recocido con el fin de eliminar su acritud. Se fabrican alambres de hasta 0,025 mm y menores, variando el número de hileras por los que pasa el alambre y con varios recocidos de por medio.
La disminución de sección en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da un aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Pero alcanzado cierto límite, variable en función del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a pesar que la resistencia a tracción sigue aumentando, se pierden otras características como la flexión.
Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.

Proceso
Las diferentes operaciones que se realizan durante este proceso son:

• Patentado: tratamiento térmico que consiste en calentar el alambre hasta 950 °C, y una vez alcanzada dicha temperatura; enfriarlo bruscamente en un baño de plomo a 500 °C. Este tratamiento tiene por objeto dar al alambre una estructura dúctil que permite el trefilado.
• Decapado: consiste en preparar y limpiar el material, eliminando el óxido que puede haberse formado en las superficies del material, en laminaciones anteriores. Normalmente se hace mediante ataques químicos y posteriormente se realiza una limpieza con agua a presión.
• Trefilado: los lubricantes y diferentes máquinas son los factores principales. Se suele utilizar de lubricantes la parafina y el grafito en solución coloidal o finamente dividido.
• Acabado: una vez que ya ha salido el material de la hilera, se le somete a operaciones de enderezamiento, eliminación de tensiones y, a veces, algunos tratamientos isotérmicos para conseguir mejoras en las características mecánicas del producto.

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Bibliografía

Wiki
Pedacitos
Videos

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