Trabajo en frío
Este artículo necesita citas adicionales para su verificación . ( agosto de 2021 ) |
En metalurgia , el conformado en frío o el trabajo en frío es cualquier proceso de trabajo de metales en el que el metal se moldea por debajo de su temperatura de recristalización , generalmente a temperatura ambiente. Estos procesos se contrastan con las técnicas de trabajo en caliente como el laminado en caliente , la forja , la soldadura , etc. [1] : p.375 Los mismos términos o términos similares se utilizan en la fabricación de vidrio para los equivalentes; por ejemplo, el vidrio tallado se fabrica mediante "trabajo en frío", cortando o moliendo un objeto formado.
Las técnicas de conformado en frío suelen clasificarse en cuatro grandes grupos: compresión, plegado, embutición y cizallamiento. Generalmente tienen la ventaja de ser más sencillas de llevar a cabo que las técnicas de conformado en caliente.
A diferencia del trabajo en caliente, el trabajo en frío hace que los granos de cristal y las inclusiones se deformen siguiendo el flujo del metal, lo que puede provocar endurecimiento por deformación y propiedades anisotrópicas del material. El endurecimiento por deformación hace que el metal sea más duro , más rígido y más fuerte , pero menos plástico , y puede provocar grietas en la pieza. [1] : p.378
Los posibles usos del conformado en frío son extremadamente variados, incluyendo grandes láminas planas, formas plegadas complejas, tubos de metal, cabezas y roscas de tornillos , uniones remachadas y mucho más.
Procesos
A continuación se muestra una lista de procesos de conformado en frío: [1] : p.408
- Apretando:
- Doblado :
- Doblado de ángulos
- Doblado de rollos
- Dibujo y compresión
- Perfilado
- Costura
- Brida
- Alisado
- Cizallamiento
- Dibujo
Ventajas
Las ventajas del trabajo en frío sobre el trabajo en caliente incluyen: [1] : p.375
- No requiere calefacción
- Mejor acabado superficial
- Control dimensional superior
- Mejor reproducibilidad e intercambiabilidad
- Se pueden impartir propiedades direccionales al metal.
- Se minimizan los problemas de contaminación
Dependiendo del material y del grado de deformación, el aumento de la resistencia debido al endurecimiento por deformación puede ser comparable al del tratamiento térmico . Por lo tanto, a veces es más económico trabajar en frío un metal menos costoso y más débil que trabajar en caliente un metal más caro que se pueda tratar térmicamente, especialmente si también se requiere precisión o un acabado superficial fino.
El proceso de trabajo en frío también reduce el desperdicio en comparación con el mecanizado, o incluso lo elimina con métodos de forma casi neta . [1] : p.375 El ahorro de material se vuelve aún más significativo en volúmenes mayores, y más aún cuando se utilizan materiales caros, como cobre, níquel, oro, tantalio y paladio. [2] El ahorro en materia prima como resultado del conformado en frío puede ser muy significativo, al igual que el ahorro de tiempo de mecanizado. Los tiempos de ciclo de producción cuando se trabaja en frío son muy cortos. En maquinaria de múltiples estaciones, los tiempos de ciclo de producción son incluso menores. Esto puede ser muy ventajoso para grandes tiradas de producción.
Desventajas
Algunas desventajas y problemas del trabajo en frío son: [1] : p.375
- El metal es más duro, lo que requiere mayores fuerzas, herramientas y matrices más duras y equipos más pesados.
- El metal es menos dúctil y maleable, lo que limita la cantidad de deformación que se puede obtener.
- Las superficies metálicas deben estar limpias y libres de sarro.
- Puede dejar una anisotropía indeseable en la pieza final.
- Puede dejar una tensión residual indeseable en la pieza final.
La necesidad de equipos más pesados y herramientas más duras puede hacer que el trabajo en frío sea adecuado solo para la industria manufacturera de gran volumen. [1] : p.375
La pérdida de plasticidad debido al endurecimiento por deformación puede requerir recocidos intermedios y un recocido final para aliviar la tensión residual y dar las propiedades deseadas al objeto fabricado. Estos pasos adicionales anularían algunas de las ventajas económicas del conformado en frío frente al conformado en caliente. [1] : p.378
Los artículos trabajados en frío sufren un fenómeno conocido como recuperación elástica . Una vez que se elimina la fuerza de deformación de la pieza de trabajo, esta recupera ligeramente su forma original. La cantidad de recuperación elástica de un material es igual a la deformación en el punto de fluencia (la deformación en el punto de fluencia) del material. [1] : p.376
Pueden ser necesarias precauciones especiales para mantener la forma general de la pieza de trabajo durante el trabajo en frío, como el granallado y la extrusión angular de canal igual .
Referencias
- ^ abcdefghi Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003). Materiales y procesos en la fabricación (novena edición). Wiley. ISBN 0-471-65653-4..
- ^ Deringer-Ney, "Ventajas del conformado y el estampado en frío", 29 de abril de 2014
