INSTITUTOTECNOLOGICOS

UPERIOR

DE ZACAPOAXTLA

MATERIA: PROCESOS DE FABRICACION

ALUMNO:

ORDAZ RAMIREZ EDUARDO

DOCENTES:

ING: MARISOL TLAPAPAL BETANCOUR

ING: ALVARO CHAVEZ GALIVIS

ING: OLGA VÁZQUEZ NIETO

INGENIERIA INDUSTRIAL

PROCESOS DE FABRICASION

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INDICE

UNIDAD 1 Proceso de Obtención del Hierro y del acero

1.1 Proceso Tecnológica de la obtención del hierro 1ª función 5

1.2 Funcionamiento y productos obtenidos 10

1.3 Afino del Acero 11

1.4 Procesos Tecnológicos para la obtención del acero BOF, Horno 12Eléctrico, Convertidores Bessemer, Thomas

1.5 Clasificación y aplicación del acero 17

UNIDAD 2

2 Tratamiento térmico del acero

2.1 Generalidades 18

2.2 Clasificación de los tratamientos térmicos 20

2.3 Recocido 25

2.4 Temple 26

2.5 Revenido 27

2.6 Tratamiento Termoquímicos 28

UNIDAD3

3 Procesos de cambio de forma

3.1 Fundición y colado (Al alto vació, Centrifuga, Precisión) 29

3.2 Formado Mecánico (Prensado, Estirado, Cizallado, Doblado) 32

3.3 Maquinado (Tradicionales y Automatizados) 33

UNIDAD 4

4 Procesos de Ensamble

4.1 Procesos de Ensamble (No permanentes, Semipermanentes y Permanentes) 34

4.2 Selección de Métodos de Ensamble 41

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4.3 Dispositivos de Montaje 43

UNIDAD 5

5 Otros procesos industriales plásticos, térmicos plásticos compuestos termofraguantes

5.1 Generalidades 52

5.2 Tipos de plásticos 53

5.3 Material primas 56

5.4 Compuestos termofraguantes (Fenólicas, Resinosas y Furámicas) 57

5.5 Celulosas, poliestirenos, polietilenos y Propileno 59

5.6 Maquinados con chorro abrasivo 63

5.7 Maquinados con chorro de agua 64

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INTRODUCCION

En la presente antología es un material de apoyo para la asignatura de procesos de fabricación preparada de acuerdo al temario de la carrera de ingeniería industrial.

Al leer el nombre de la asignatura te preguntaras “QUE ES UN PROCESO DE FABRICASION” es el conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética. Se realizan en el ámbito de la industria.

Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina-herramienta

Solucionara problemas relativos a la producción de bienes y servicios, Identificando Su proceso de fabricación en sus distintas fases, hasta la obtención de un producto Final

El estudiante conocerá el equipo, partes y funcionamiento donde se obtuvo el hierro de primera fusión y acero; su transformación durante el proceso y Comparar los distintos procesos de obtención del hierro y acero, su funcionalidad, ventajas y

Desventajas. Identificar el proceso tecnológico actual sus componentes, funcionamiento y tipos de producto obtenido Analizar los diferentes métodos para los Tipos de productos obtenidos, así como su aplicación. La eliminación de impurezas en el proceso de transformación del hierro de primera fusión en acero Investigar los diferentes tipos de acero y las empresas de la región que lo usan como materia prima en alguna parte de sus procesos.

Objetivos

Comprenderá el efecto de los tratamientos térmicos en las aleaciones ferrosas y no ferrosasIdentificar el efecto que tienen los tratamientos térmicos dentro de un proceso de manufacturaClasificar los diferentes tipos de tratamiento térmico, según las características deseadas en el material tratadoInvestigar por equipos los efectos de estos tratamientos en las aleaciones ferrosas y no ferrosas, la aplicación de estas aleaciones en la práctica, sus ventajas y desventajas

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1.1 Proceso Tecnológica de la obtención del hierro 1ª función

HIERRO

Símbolo Fe (del latín., ferrum, "hierro"), es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado. Tiene de número atómico 26 y es uno de los elementos de transición del sistema periódico.

El hierro fue descubierto en la prehistoria y era utilizado como adorno y para fabricar armas; el objeto más antiguo, aún existente, es un grupo de cuentas oxidadas encontrado en Egipto, y data del 4000 a.C.

Propiedades

El hierro puro tiene una dureza que oscila entre 4 y 5. Es blando, maleable y dúctil. Se magnetiza fácilmente a temperatura ordinaria; es difícil magnetizarlo en caliente, y a unos 790º C desaparecen las propiedades magnéticas. Tiene un punto de fusión de unos 1535º C, un punto de ebullición de 2750º C y una densidad relativa de 7,86. Su masa atómica es 55,847.

Químicamente el hierro es un metal activo. Se combina con los halógenos (flúor, cloro, bromo, yodo y ástato y con el azufre, fósforo, carbono y silicio. Desplaza al hidrógeno de la mayoría de los ácidos débiles. Arde con oxígeno formando tetróxido triférrico (óxido ferroso férrico), Fe3O4. Expuesto al aire húmedo, se corroe formando óxido de hierro hidratado, una sustancia pardo-rojiza, escamosa, conocida comúnmente como orín.

La formación de orín es un fenómeno electroquímico en el cual las impurezas presentes en el hierro interactúan eléctricamente con el hierro metal. Se establece una pequeña corriente en la que el agua de la atmósfera proporciona una disolución electrolítica. El agua y los electrólitos solubles aceleran la reacción. En este proceso, el hierro metálico se descompone y reacciona con el oxígeno del aire para formar el orín. La reacción es más rápida en aquellos lugares donde se acumula el orín, y la superficie del metal acaba agujereándose.

Al sumergir hierro en ácido nítrico concentrado, se forma una capa de óxido que lo hace pasivo, es decir, no reactivo químicamente con ácidos u otras sustancias. La capa de óxido protectora se rompe fácilmente golpeando o sacudiendo el metal, que vuelve a convertirse en activo.

Obtención del hierro

La evolución de la metalurgia está relacionada con factores de carácter tecnológico. Para obtener el cobre que, aliado con el estaño, constituye el bronce se necesitan 1.083º C. En cambio, para fundir el hierro hay que llegar hasta los 1.536º C. Esta diferencia de temperatura es una de las causas del porqué el bronce se trabajó antes que el hierro.

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El trabajo del hierro se descubrió e impuso de un modo paulatino. Al principio, se utilizaban una serie de procedimientos sencillos que, con el paso del tiempo, acabaron siendo cada vez más complicados.

Básicamente, hay dos técnicas conocidas: el procedimiento directo, usado desde los inicios de la metalurgia del hierro hasta el siglo XIX, y el procedimiento indirecto, conocido ya desde la edad media y consolidado a partir de la industrialización.

El procedimiento directo es la operación de reducción donde el hierro no llega al estado de fusión. El metal que se obtiene es una masa esponjosa de hierro y escorias, que se tiene que separar del metal. La separación de las escorias es un proceso complicado, que requiere un trabajo de forja posterior para conseguirlo.

Entendemos como procedimiento indirecto la operación de reducción donde el hierro llega hasta el estado líquido: una fusión completa donde la ganga (el material sobrante) forma una escoria líquida que se separa fácilmente del metal.

Cuando se consigue el hierro en estado líquido, éste se puede trabajar de diversas maneras: a través de un molde o mediante procesos químicos, térmicos o mecánicos

Yacimientos de Hierro en Chile

Se ubican los más importantes en la III región de Atacama en los yacimientos de: Cerro Imán, El Chañar, Los Colorados y en la IV región de Coquimbo: Romeral, Tilama, La Campana, Tambo, Libra).

Y por último en la VI Región del Libertador Bernardo O’Higgins (los Toros, Adolfo y Sepultura)

Octava región, en Mahuilque.

La producción del hierro y del acero empieza con las menas de hierro y otros materiales requeridos (mena = mineral metalífero, principalmente el de hierro, tal como se extrae del yacimiento y antes de limpiarlo).

La mena principal usada en la producción de hierro y acero es la hematita (Fe203), otras menas incluyen la magnetita (Fe304), la siderita (Fe C 03) y la limonita (Fe 2 O 3 - XH2O) donde x vale alrededor de 1.5).

Las menas de hierro (vea tabla No. 1) contienen de un 50 a un 70% de hierro, dependiendo de su concentración; la hematita contiene casi 70% de hierro. Además, hoy se usa ampliamente la chatarra como materia prima para la fabricación de hierro y acero.

Las otras materias primas que se necesitan para reducir el hierro de sus menas, son el coque y la piedra caliza. El coque es un combustible de alto carbono, producido por el calentamiento de carbón bituminoso en una atmósfera con bajo contenido de oxígeno durante varias horas, seguido de una aspersión de agua en torres especiales de

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enfriamiento. La coquificación del carbón mineral deja, como subproducto, gas de alto poder calorífico, que es utilizado como combustible en los diversos procesos subsiguientes.

El coque desempeña dos funciones en el proceso de reducción:

1) Es un combustible que proporciona calor para la reacción química y

2) produce monóxido de carbono (CO) para reducir las menas de hierro.

La piedra caliza es una roca que contiene altas proporciones de carbonato de calcio (Ca CO 3). Esta piedra caliza se usa en el proceso como un fundente que reacciona con las impurezas presentes y las remueve del hierro fundido como escoria.

La producción del hierro.

Para producir hierro, se alimenta por la parte superior de un alto horno una carga con capas alternadas de coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro. Un alto horno es virtualmente una planta química que reduce continuamente el hierro del mineral. Químicamente desprende el oxígeno del óxido de hierro existente en el mineral para liberar el hierro. Está formado por un recipiente cilíndrico de acero forrado con un material no metálico y resistente al calor, como ladrillos refractarios y placas refrigerantes. El diámetro del recipiente cilíndrico de 9 a 15 m (30 a 50 pies) disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total de 40 m (125 pies.

La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno, contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce la carga en el horno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno. Desde la parte baja de la cámara se inyecta por toberas una corriente de gases y aire precalentados a 900 °C a gran velocidad para realizar la combustión y la reducción del hierro efectuándose la combustión completa del coque que adquiere temperaturas máximas entre 1700 a 1800 °C.

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Los gases calientes (CO, H2, CO2, H2O, N2, O2 y los combustibles) realizan la combustión del coque conforme pasan hacia arriba, a través de la carga de materiales. El monóxido de carbono se suministra como un gas caliente, pero también se forma adicionalmente por la combustión del coque. El gas CO tiene un efecto reductor sobre las menas de hierro; la reacción simplificada se describe a continuación (usando la hematita como la mena original):

Fe 2 O 3 + CO 2FeO + CO2 …. (1)

El bióxido de carbono CO2 reacciona con el coque para formar más monóxido de carbono:

CO2 + C (coque) 2CO………. (2)

El cual realiza la reducción final de FeO a hierro:

FeO +CO Fe+CO2 …. (3)

El hierro fundido escurre hacia abajo, acumulándose en la base del alto horno.

El hierro fundido de primera fusión, o arrabio se vacía periódicamente en carros cuchara o carros torpedo (ver figura 1 y la ilustración siguiente) con los cuales se llenan lingoteras o bien se conducen a mezcladoras calientes donde se almacenan y se mezclan con otras fundiciones para curarse posteriormente en algún proceso de obtención del acero (refinación de arrabio). Los lingotes se someten a una operación de enfriamiento para convertirse mediante procesos metalúrgicos posteriores, en: hierro fundido de segunda fusión, hierro dulce, hierro maleable o bien acero.

Los altos hornos funcionan de forma continua. La materia prima que se va a introducir en el horno se divide en un determinado número de pequeñas cargas que se introducen a intervalos de entre 10 y 15 minutos. La escoria que flota sobre el metal fundido se retira una vez cada dos horas, y el arrabio se sangra cinco veces al día.

El papel que juega la piedra caliza se resume en la siguiente ecuación. Primero se reduce a cal (CaO) por calentamiento (Δ):

Ca CO 3 + Δ CaO + CO2 …. (4)

La piedra caliza se combina con la sílice (Si O 2) presente en el mineral (la sílice no se funde a la temperatura del horno) para formar silicato de calcio (Ca Si O 4), de menor

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punto de fusión. Si no se agregara la caliza, entonces se formaría silicato de hierro (Fe 2 Si O 4?), con lo que se perdería el hierro metálico, allí está la importancia de la piedra caliza.

La cal se combina con impurezas tales como sílice (Si O 2), azufre (S) y aluminio (Al 2 O 3) para formar silicatos de calcio y de aluminio, en reacciones que producen una escoria fundida que flota encima del hierro.

El arrabio o hierro de primera fusión no se puede utilizar directamente en la industria por ser muy quebradizo debido a sus impurezas y poca resistencia contiene excesivo carbón, de 2.2% a 4.5%, además de cantidades de silicio, magnesio, fósforo cuyos contenidos son muy variables.

Altos hornos de México (AHMSA) tiene dos hornos uno de 400 y otro de 1000 toneladas. Es interesante hacer notar que se requieren aproximadamente siete toneladas de materia prima para producir una tonelada de hierro.

En la década de los sesenta del siglo pasado se introdujo un importante avance en la tecnología de altos hornos: la presurización de los hornos. Estrangulando el flujo de gas de los respiraderos del horno es posible aumentar la presión del interior del horno hasta 1,7 atmósferas o más. La técnica de presurización permite una mejor combustión del coque y una mayor producción de hierro. En muchos altos hornos puede lograrse un aumento de la producción de un 25%. En instalaciones experimentales también se ha demostrado que la producción se incrementa enriqueciendo el aire con oxígeno.

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1.2 Funcionamiento y productos obtenidos

Aplicaciones y producción

El hierro puro, preparado por la electrólisis de una disolución de sulfato de hierro II, tiene un uso limitado. El hierro comercial contiene invariablemente pequeñas cantidades de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, pero éstas pueden mejorarse considerablemente añadiendo más carbono y otros elementos de aleación.

La mayor parte del hierro se utiliza en formas sometidas a un tratamiento especial, como el hierro forjado, el hierro fundido y el acero. Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro se usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglobina o el número de glóbulos rojos en la sangre.

A principios de la década de 1990, la producción anual de hierro se aproximaba a 920 millones de toneladas métricas.

Desde la sencillez de los primeros objetos hasta la complejidad de las actuales aeronaves, la evolución del hierro ha transcurrido paralela a los grandes cambios que ha sufrido la humanidad.

Al principio, el hierro se utilizó como elemento de diferenciación social, un mero objeto de lujo al alcance de las altas jerarquías. Pero con el paso del tiempo fue convirtiéndose en un material de gran importancia estratégica.

La utilización del hierro como material bélico, poderoso e imprescindible, hizo posible el incremento cualitativo y cuantitativo de la producción de este metal.

La adopción del hierro como material de construcción supuso una revolución. Más adelante, la industrialización permitió aumentar la producción del acero, siendo el pilar sobre el que se cimentó la entrada a la modernidad.

El mundo actual no se podría concebir sin la presencia del hierro. La industria naval, la ferroviaria, la automovilística o la aeronáutica son los últimos resultados de una evolución iniciada muchos siglos atrás.

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1.3 Afino del Acero

El afino es un proceso que sirve para des carburizar y eliminar las impurezas que contiene el hierro para después poder obtener el acero, existen varios métodos dentro del afino del acero, a continuación mencionaré algunos y los describiré de manera muy breve.

AFINOALCRISOL

Con este método podemos obtener aceros de mejor calidad ya que parte de la fundición, se lleva a cabo en hornos de crisol como el nombre lo dice, el crisol puede ser de grafito o de acero inoxidable y por lo general se calienta por inducción, estos hornos de crisol calentados sirven para fabricar aceros inoxidables refractarios o aceros magnéticos.

AFINOALAIRE

Este método se trata de lanzar aire comprimido a través de la fundición en estado de fusión, con lo cual se oxidan los cuerpos extraños que contiene comúnmente el carbono para poder obtener el acero o el hierro, para que este método funcione bien la temperatura del baño siempre tiene que ser mayor a la del punto de fusión del metal.

AFINO SOBRE SOLERA

En este proceso se utiliza la descarburación de la fundición usando como base chatarra de hierro y acero y mineral de hierro, aquí se utilizan los hornos Martin-Siemens.

AFINOALHORNOELÉCTRICOEn este método podemos encontrar una ventaja ya que el metal puede ser tratado sin la participación del aire atmosférico con lo cual se evita calentar gases inertes de esta manera se pueden obtener productos puros y de una buena calidad y se evita totalmente la re oxidación del acero.

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1.4 Procesos Tecnológicos para la obtención del acero BOF, Horno EléctricoConvertidores Bessemer, Thomas

Desde el punto de vista químico−metalúrgico, todos los procesos de fabricación de acero se pueden clasificar en ácidos y básicos (según el refractario y composición de la escoria utilizada), y cada proceso tiene funciones específicas según el tipo de afino que puede efectuar. Los procesos ácidos utilizan refractarios de sílice, y por las condiciones de trabajo del proceso hay que poder formar escorias que se saturen de sílice. Los procesos ácidos pueden utilizarse para eliminar carbono, manganeso y silicio; no son aptos para disminuir el contenido en fósforo y azufre, y por esto requieren el consumo de primeras materias seleccionadas, cuyo contenido en fósforo y azufre cumple las especificaciones del acero final que se desea obtener. Los procesos básicos utilizan refractarios de magnesita y dolomía en las partes del horno que están en contacto con la escoria fundida y el metal. La escoria que se forma es de bajo contenido de sílice compensada con la cantidad necesaria de cal. El proceso básico elimina, de manera tan eficaz como el proceso ácido, el carbono, manganeso y silicio, pero además eliminan el fósforo y apreciables contenidos de azufre. De aquí las grandes ventajas del proceso básico, por su gran flexibilidad para consumir diversas materias primas que contengan fósforo y azufre, y por los tipos y calidades de acero que con él se pueden obtener. Desde el punto de vista tecnológico existen tres tipos fundamentales de procesos:

1) Por soplado, en el cual todo el calor procede del calor inicial de los materiales de carga, principalmente en estado de fusión. 2) Con horno de solera abierta, en el cual la mayor parte del calor proviene de la combustión del gas o aceite pesado utilizado como combustible; el éxito de este proceso se basa en los recuperadores de calor para calentar el aire y así alcanzar las altas temperaturas eficaces para la fusión de la carga del horno.

3) Eléctrico, en el cual la fuente de calor más importante procede de la energía eléctrica (arco, resistencia o ambos); este calor puede obtenerse en presencia o ausencia de oxígeno; por ello los hornos eléctricos pueden trabajar en atmósferas no oxidantes o neutras y también en vacío, condición preferida cuando se utilizan aleaciones que contienen proporciones importantes de elementos oxidables.

En la fabricación de acero existen las fases hierro, escoria y gases. Este sistema heterogéneo tiende a un estado de equilibrio si se adicionan unos elementos re accionantes o varía la temperatura o la presión. Al fabricar un acero se pretende eliminar de la fase hierro los elementos perjudiciales en acceso y añadir los que faltan para

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conseguir el análisis final previsto. Por las reacciones reversibles entre las tres fases (hierro, escoria y gases) se consigue, al producirse un desequilibrio, la segregación o paso de elementos, eliminar del hierro la escoria, o viceversa. Es necesario un profundo conocimiento de estas reacciones para fabricar un acero con buen resultado. Todo el proceso de obtención de acero consta de un primer período oxidante o de afino, en el que se elimina el Carbono en fase gaseosa; el silicio y el manganeso se oxidan formando compuestos complejos con la escoria, que puede eliminarse; si la escoria es además básica, se elimina el fósforo. El segundo período es reductor y debe eliminar el exceso de óxido de hierro disuelto en el baño del hierro durante el período oxidante, a fin de poder eliminar después el azufre; o puede también recuperar el manganeso oxidado que pasó a la escoria. Finalmente, hay un período de desoxidación o refino por acción de las ferro−aleaciones de manganeso y silicio, que se adicionan en el baño a la cuchara, y de aluminio metálico, en la lingotera. Estos períodos pueden tener mayor o menor duración e importancia y realizarse netamente separados o entrelazados, y a mayor o menor velocidad en unos procesos que en otros. El desescoriado puede ser total o parcial en cada período, o transformar las primeras escorias oxidantes en reductoras. Todo ello dependerá del horno o proceso utilizado, de las condiciones de las materias primas, de los elementos que interesa que pasen a la escoria y no retornen de ésta al baño de hierro, etc.

Proceso del horno eléctrico.

El progreso de la electricidad permitió, hacia el año 1900, que el horno eléctrico se introdujera a escala industrial para fabricar acero (50 años después de los procesos de afino por soplado y por solera). El horno de arco calienta directamente el baño de acero por debajo de la escoria y consigue la alta temperatura necesaria de trabajo. Sin requerir la presencia de oxígeno en su atmósfera, el horno eléctrico ocupa una posición privilegiada para la fabricación de una amplia gama de calidades de aceros finos aleados, con elevados contenidos de elementos de aleación oxidables, tales como el carbono, vanadio y wolframio. El horno de tres electrodos ha alcanzado gran auge y perfeccionamiento, no sólo por la alta calidad del acero que se obtiene, sino también en muchos casos por ser competitivo con el proceso de afino por solera para cualquier calidad de acero; parece que continúa aumentando su importancia, incluso para la producción de grandes tonelajes, merced a la menor inversión necesaria o también cuando se dispone de energía eléctrica a coste inferior o similar a la caloría gas. Existen asimismo las dos variedades, básico y ácido, con los mismos fundamentos que en los procesos anteriores, pero con notable predominio del horno básico dadas las dificultades y fluctuaciones que experimenta el mercado para poder adquirir primeras materias

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suficientes para el trabajo ácido. El tamaño del horno es muy variable, desde 500 kg hasta 200 toneladas. Los más pequeños tienden a desaparecer; los de 5 toneladas y más se utilizan para el moldeo y aceros aleados, y las grandes unidades para la producción en serie de lingotes. Normalmente trabajan con carga sólida; en algunas acerías lo hacen con carga de acero líquido en proceso dúplex, conjunto de convertidor u horno de solera y horno eléctrico para el acabado. La carga de los grandes hornos es un factor determinante de su rendimiento; en general se ha adoptado la bóveda desplazable para carga por encima del horno abierto, con recipiente metálico de fondo de fácil abertura, o por otros rápidos procesos mecanizados. La marcha de la colada se inicia con la carga sólida de mineral, caliza o cal, según se disponga, chatarra y lingote de afino. La proporción de estos materiales dependerá del acero que se quiera fabricar y del análisis que convenga que tenga la carga fundida a la temperatura necesaria; para el afino oxidante, el mineral y las batiduras de laminación proporcionan el oxígeno que necesitan el silicio, manganeso, fósforo y carbono que contiene la carga; se introduce suficiente cal para que la escoria tenga la basicidad que requiere el fósforo para pasar a ella. En el horno eléctrico el aire de su atmósfera interior está en contacto con los electrodos de grafito, y su oxígeno es rápidamente consumido para mantener el equilibrio y conseguir la temperatura de régimen del horno. La escoria básica y oxidante contendrá el fósforo que fue oxidado durante el afino; se bascula el horno para facilitar el desescoriado.

Eliminada la escoria, si la especificación de calidad del acero requiere adiciones de elementos aleables, la siguiente etapa es preparar una escoria reductora, añadiendo cal apagada y electrodos o coque triturados. En todo momento se pueden sacar muestras del baño para su análisis y ajustar los elementos aleados hasta que se cumpla la especificación pedida, y también regular la temperatura hasta que el baño esté a punto para colar.

Aunque con menor intensidad que en otros procesos de obtención de aceros, es necesaria la adición de desoxidantes en la cuchara.

Proceso por soplado, Bessemer ácido y Thomas básico.

El proceso Bessemer ácido ha sido el primero utilizado y el más sencillo. Desde su inicio permite obtener en una sola operación, partiendo de hierro líquido, coladas de 10−25 tm al ritmo de 1 tm/ min. Por ser ácido, no desfosfora ni desulfura y debe utilizar hierro líquido de análisis adecuado. La gran abundancia de mineral de hierro rico en fósforo, que al ser tratado en horno alto pasan gran parte al hierro líquido, provoca el desarrollo de procesos que pueden desfosfora, y ha sido causa de que los procesos básicos se empleen en Europa mucho más que el Bessemer ácido, limitado éste a utilizar hierro bajo en

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fósforo, mucho más escaso. La operación se realiza en el convertidor, cuba de acero revestida de refractario, con toberas en su fondo y abierta en su parte superior, montada sobre apoyo con mecanismo basculante. La carga de hierro líquido se realiza con el convertidor en posición horizontal, lo que deja abiertas las toberas. Se insufla el aire necesario a través de uno de los soportes huecos a la caja de viento, que lo distribuye a través de las toberas a una presión de 2 kg / cm2.

Se inicia el soplado al mismo tiempo que se pone el convertidor vertical; el aire a presión pasa a través del hierro líquido, introduciéndose así el oxígeno necesario para el afino.

El silicio contenido en el hierro líquido es el factor termoquímico más importante para regular y obtener la temperatura necesaria. La llama expulsada por la boca del convertidor cambia de color y luminosidad, lo que permite juzgar el desarrollo del afino e interrumpir el soplado en el momento final adecuado; entonces se hace bascular el convertidor y se cuela el acero líquido en una cuchara de transporte. El revestimiento ácido de este tipo de convertidores proporciona el exceso de sílice indispensable para formar escoria, además del silicio que contiene el hierro líquido.

En el caso del convertidor básico, llamado proceso Thomas, el revestimiento es de magnesita o dolomía calcinada y alquitrán. Por la acción fuertemente oxidante del soplado se elimina primero el carbono y después se oxida el fósforo, que actúa de importante elemento termógeno. La cal necesaria se añade con la carga; se funde durante el soplado y se combina con el fósforo oxidado, formando la escoria Thomas, utilizada como fertilizante. Este proceso ha sido un factor muy importante del desarrollo industrial alcanzado en Europa a fines del siglo pasado. Se controla como el Bessemer por el aspecto de la llama. El tiempo necesario del soplado es sólo de 15 min, por lo que el éxito del proceso depende de la pericia del operario. Tan corto tiempo no permite efectuar control por análisis de muestras.

BOF (BASIC OXIGEN FURNACE)

Convertidores (BOF) - Soplado con Oxígeno

El Horno de Oxígeno Básico es un elemento muy eficaz para convertir los lingotes de hierro en acero inyectando oxígeno. Carburos Metálicos puede suministrar el gas, los sistemas de control de procesos y el caudal así como el know-how técnico (por ejemplo, en la colocación de lanzas).

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Convertidores (BOF) - Precalentamiento de la Chatarra

Se han desarrollado equipos de control y quemadores para precalentar de forma eficaz la chatarra férrea mediante quemadores de oxi-combustible no refrigerados por agua. Se suelen conseguir ahorros de combustible del 70% y reducciones del 50% en tiempos de calentamiento.

Convertidores (BOF) - Salpicadura de Escoria

Mediante la inyección de nitrógeno en la zona inferior del horno a través de la misma lanza de oxígeno se consigue una capa de protección de escoria fundida en la pared del refractario reduciendo el “gunning consumption” y alargando la campaña.

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1.5 CLASIFICACIÓN DEL ACERO. Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultra resistente, aceros inoxidables y aceros de herramientas.

Aceros al carbono: El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre.

Aceros de baja aleación ultra resistentes. Es la familia de aceros más reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios.

Aceros inoxidables. Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar.

Aceros de herramientas. Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

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UNIDAD 2 Tratamiento térmico del acero

Tratamiento térmico.

Se conoce como tratamiento térmico el proceso al que se someten los metales u otros tipos de materiales sólidos como polímeros 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 sólidos cerámicos.

2.1 Generalidades

Propiedades mecánicas

Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalina deseada.

Entre estas características están:

Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.

Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto).

Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.

Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) o unidades ROCKWEL C (HRC), mediante el test del mismo nombre.

Los tratamientos térmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento a temperaturas y condiciones determinadas, a que se someten los aceros y otros metales y aleaciones para darles características más adecuadas para su empleo.

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Desarrollo de los tratamientos térmicos.

Calentamiento hasta la temperatura máxima.

Al empezar algún tratamiento térmico se debe iniciar a la temperatura ambiente la cual tampoco se deben introducir piezas de más de 200 mm de espesor o diámetro en hornos cuya temperatura sea superior a los 300 grados.

La elevación de temperatura debe ser uniforme en toda la pieza y se logra aumentando la temperatura lo más lentamente posible.

La temperatura como mínimo debe de ser un minuto por un milímetro de espesor o diámetro de la pieza.

B) Permanencia a la temperatura máxima

Cada temperatura máxima es indicada en las especificaciones del tratamiento térmico que se va aplicar. Al sobrepasar la temperatura máxima se corre el riesgo de aumentar el grado de la pieza. Si la elevación de la temperatura sobrepasa el límite cercano al punto de fusión los metales quedan con una estructura grosera y frágil debido a la fusión de las impurezas que rodea los granos. El metal que se dice que es quemado es imposible regenerarlo por ningún tratamiento.

Las temperaturas para el acero al carbono son de 1.260 a 1.350 grados según sea el contenido de carbono.

Tiempo de permanencia

Al llegar a la máxima temperatura influye en el crecimiento del grano y por lo tanto debe reducirse todo lo posible.

Se da permanencia de uno a dos minutos por cada milímetro de espesos de la pieza, para conseguir la autenizaciòn completa del acero.

Austenita: Solución sólida de hierro-carbón gamma partir de los 900ºC. Se cristaliza en forma cúbica y carece de propiedades magnéticas.

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2.2 Clasificación de los tratamientos térmicos

Tratamiento térmico del acero

Clasificación del acero

Los diferentes tipos de acero se agrupan en cinco clases principales:

Aceros al carbono.

Aceros aleados.

Aceros de baja aleación ultrarresistentes.

Aceros inoxidables.

Aceros de herramientas.

Aceros al carbono.

Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas o pasadores para el pelo.

Aceros aleados.

Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines o cuchillos de corte.

Aceros de baja aleación ultrarresistentes.

Esta familia es la más reciente de las cinco grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un

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tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.

Recocido tratamiento

El objeto del tratamiento térmico denominado recocido es destruir sus estados anormales de los metales y aleaciones. Así como ablandarlos para poder trabajarlos.

A una temperatura adecuada y duración determinada seguido de un enfriamiento lento de la pieza tratada

Se practican cuatro tipos de recocido como son:

Recocido de homogeneización:

Este tiene por objeto destruir la heterogeneidad química de la masa de un metal o aleación producida por una solidificación defectuosa para hacer una sola estructura este se realiza a temperaturas elevadas cercanas a la de fusión y se aplica principalmente a metales férreos o propensos a segregaciones.

A lo que se refiere este tipo de tratamiento térmico es a que cuando se dice que se homogeneízan es a que hacen una sola se “funden” por ejemplo el fierro-zinc se mezclan tan bien que ya no se distinguen cada uno.

Recocido contra acritud:

Este tiene por objetivo destruir el endurecimiento producido por la deformación en frió de los metales y hacer una estructura cristalina para así darle buen brillo y conductividad eléctrica.

Aplica a todos los metales que se endurecen por deformación en frió.

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Este tratamiento se da cuando no se enfría adecuadamente y no se logran las propiedades a las que se quería llegar y busca la cristalinidad, ósea de que tenga buen brillo, mejor conductor. Controla el enfriamiento.

Recocido de estabilización:

Este tiene por objeto destruir las tensiones internas producidas en masa del metal por su mecanización o por los moldeos complicados.

Se realiza a temperaturas comprendidas entre las 100ºC y 200ºC durante tiempos muy prolongados que serán frecuentemente las 100 horas.

Este tipo de recocido le da envejecimiento a la pieza hace que se vea rustica, Se logra a través del golpeteo de la pieza.

RECOCIDO EN ACEROS

El objeto del recocido es destruir los estados anormales de los metales y aleaciones.

El fin principal de los recocidos es ablandar el acero para poder trabajarlo mejor. Atendiendo a llegar a la temperatura máxima

Recocido supercrítico:

Cuando se calienta el acero a temperaturas superiores a las criticas.

Definición de Temperatura superior a la crítica: La máxima temperatura para que no se funda el material.

Recocido de ablandamiento subcrìtico:

Se obtiene calentando el acero a una temperatura algo inferior a la crítica, dejando enfriar la pieza al aire. Se logra ablandar los aceros aleados de gran resistencia, al cromo níquel y cromo molibdeno así como también para los aceros al carbono las temperaturas más apropiadas están entre 700º y 725º. La ventaja de este tratamiento es que es muy sencillo y rápido y no exige ningún cuidado especial en el enfriamiento.

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RECOCIDO DE REGENERACIÓN

Para transformar todo el material se ausenta y enfría después lentamente en el interior del horno se obtiene así una constitución final de ferrita y perlita si se trata de un acero hipoeutectoide o cementita y perlita.

Cementita: Carburo de hierro un 6.67% y 93.33% de hierro.

Se refiere a quitar imperfecciones que quedaron.

Este tiene por objeto destruir la dureza anormal producida en una aleación por enfriamiento rápido involuntario o voluntario. También se realiza a temperaturas muy elevadas pero inferiores al de homogeneización y se aplica exclusivamente a las aleaciones templables es decir a las que se endurece en enfriamientos rápidos.

En este recocido se trata más que nada de quitar imperfecciones como dureza.

RECOCIDO ISOTÉRMICO

Consiste en calentar el acero a una temperatura superior a la crítica y enfriarlo rápidamente. Se emplea mucho para herramientas de alta aleación, se introducen a un arreglo de sales.

Recocido globular de autenizaciòn incompleta.

Este al calentarlo a la temperatura máxima recomendada, pues debería mantenerse un tiempo muy prolongado a esta temperatura para obtener la transformación autentica total mientras el porcentaje de austenita tenga un porcentaje del 90%.

Si uno quiere obtener mayor tenacidad se debe enfriar muy rápido.

Las temperaturas de calentamiento para obtener estructuras globulares no deben de ser muy superiores a la crítica inferior.

Las temperaturas más elevadas para el recocido de autenizaciòn incompleta, están comprendidas entre los 760º y 780º para los aceros al carbón, 800º a 850º para los aceros de aleación media y 875º para los aceros de alta aleación.

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Recocido contra acritud o de recristalizacion.

Acero Frágil y tan duro que se rompe. Se dice que tiene demasiada acritud. Para mejorar la ductibilidad y maleabilidad del acero y poder someterlo a nuevos estirados o laminados. Se hace el recocido contra acritud que consiste en un calentamiento a una temperatura de 600º o 700º, seguido de un enfriamiento al aire o dentro del horno si se quiere evitar la oxidación dentro del horno.

Este recocido se hace cuando se tienen impurezas y para dar más cristalinidad y quitar esas impurezas, así como hacer más maleable y dúctil el acero.

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2.3 Recocido

Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenitización (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.

El recocido es el tratamiento térmico que, en general, tiene como finalidad principal el ablandar el acero, regenerar la estructura de aceros sobrecalentados o simplemente eliminar las tensiones internas que siguen a un trabajo en frío. (Enfriamiento en el horno).

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2.4 Temple y revenido: Bonificado

Después que se ha endurecido el acero es muy quebradizo o frágil lo que impide su manejo pues se rompe con el mínimo golpe debido a la tensión interior generada por el proceso de endurecimiento. Para contrarrestar la fragilidad se recomienda el temple del acero (en algunos textos a este proceso se le llama revenido y al endurecido temple). Este proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza. El proceso consiste en limpiar la pieza con un abrasivo para luego calentarla hasta la temperatura adecuada (ver tabla), para después enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utilizó para endurecerla.

Tabla de temperaturas para revenido de acero endurecido

Color Grados C Tipos de aceros

Paja claro 220 Herramientas como brocas, machuelos

Paja mediano 240 Punzones dados y fresas

Paja oscuro 255 Cizallas y martillos

Morado 270 Árboles y cinceles para madera

Azul obscuro 300 Cuchillos y cinceles para acero

Azul claro 320 Destornilladores y resortes

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2.5 Revenido

Después que se ha endurecido el acero es muy quebradizo o frágil lo que impide su manejo pues se rompe con el mínimo golpe debido a la tensión interior generada por el proceso de endurecimiento. Para contrarrestar la fragilidad se recomienda el temple del acero (en algunos textos a este proceso se le llama revenido y al endurecido temple). Este proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza. El proceso consiste en limpiar la pieza con un abrasivo para luego calentarla hasta la temperatura adecuada (ver tabla), para después enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utilizó para endurecerla.

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2.6 Tratamiento Termoquímico

Son los procesos a los que se somete los metales y aleaciones ya sea para modificar su estructura, cambiar la forma y tamaño de sus granos o bien por transformación de sus constituyentes.

El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecánicas, o adaptarlas, dándole características especiales a las aplicaciones que se le van a dar la las piezas de esta manera se obtiene un aumento de dureza y resistencia mecánica, así como mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación.

Son tratamientos de recubrimiento superficial en los cuales interviene un elemento químico el cual se deposita por proceso de difusión en la superficie del material.

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UNIDAD 3 Procesos de cambio deforma

3.1 Fundición y colado (Al alto vació, Centrifuga, Precisión)

Proceso de producción de piezas metálicas a través del vertido de metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. El principio de fundición es simple: se funde el metal, se vacía en un molde y se deja enfriar, existen todavía muchos factores y variables que se deben considerar para lograr una operación exitosa de fundición. La fundición es un antiguo arte que todavía se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros métodos como el fundido a presión (método para producir piezas fundidas de metal no ferroso, en el que el metal fundido se inyecta a presión en un molde o troquel de acero), la forja (proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre dos dados usando impacto o presión para formar la parte), la extrusión (es un proceso de formado por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal), el mecanizado y el laminado (es un proceso de deformación en el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos).

Procesos de Fundición y colado

La fundición y colado es sencillo y de poco costo relativo en comparación con otros procesos. Para colar o moldear el material en forma líquida (en el caso de los plásticos el material suele estar en forma de polvo o gránulos), se introduce en una cavidad preformada llamada molde. El molde tiene la configuración exacta de la parte que se va a moldear o colar. Después de que el material llena el molde y se endurece o se fragua, adopta la forma del molde, la cual es la forma de la parte. Después, se rompe o se abre el molde y se saca la parte. Los procesos de colada se usan para colar o moldear materiales como metales, plásticos y cerámicas. Los procesos de fundición y colada se pueden clasificar por el tipo de molde utilizado (permanente o no permanente) o por la forma en la cual entra el material al molde (colada por gravedad y fundición a presión).

El término “fundición” se usa siempre para los mátales, pero no tienen diferencia considerable en relación con el moldeo (el término de uso general para los plásticos). Por ejemplo, el moldeo por inyección es el término para un preciso de moldeo a presión de partes termoplásticos. La maquina utilizada es una máquina de moldeo por inyección, la cual inyecta el plástico fundido dentro de un molde metálico. El mismo proceso básico, pero a temperaturas más altas, produce las fundiciones a presión en una máquina para

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fundición a presión, la cual inyecta zinc o aluminio fundidos, por ejemplo, dentro de una matriz de acero.

Las partes producidas por los procesos de fundición o colada varían en el tamaño, precisión, rugosidad de superficie, complejidad de configuración, acabado requerido, volumen de producción y costo y calidad de la producción. El tamaño de las partes puede variar desde unos cuantos gramos para las producidas por fundición a presión hasta varias toneladas para las producidas por fundición en arena. Las tolerancias dimensionales pueden variar desde 0.127 hasta 6.35mm (0.005 a 0.250 pulg); las partes más exactas se producen por fundición a presión moldeo en cáscara, inyección y revestimiento. Con la colada o fundición en arena o continua se producen partes menos precisas. Ahora bien, la colada continua, se utiliza para producir formas en la planta laminadora: planchas, lingotes y barra redonda, en vez de partes terminadas.

La fundición y colada en molde a presión, en molde frío, por inyección, transferencia, vacío y revestimiento producen partes con superficies de relativa tersura. La fundición continua, en arena, centrifuga y con moldes producen las partes con máxima aspereza de superficie. Las formas más bien sencillas se pueden producir con fundición o colada en formas, arena y continúa; las configuraciones más complejas se producen por fundición por revestimiento y aprecion. La fundición a presión se considera un proceso de alto volumen de producción; la fundición en arena es un proceso de uno por uno, un tanto lento.

La fundición y colada un proceso de bajo costo relativo. Sin embargo los moldes para moldeado por compresión y moldeado por inyección así como las matrices para la fundición a presión, son muy costosos.

ALTO VASIO

En talleres y fundiciones de producción pequeña, los moldes se alinean en el piso conforme se van haciendo y el metal es tomado entonces en pequeñas cucharas de vaciado. Cuando se requiere más metal o si un metal más pesado es vaciado, se han diseñado cucharas para ser usadas, por dos hombres. En fundiciones grandes, están comprometidas en la producción en masa de piezas fundidas, el problema de manejo de moldes y vaciado de metal se resuelve colocando los moldes sobre transportadores y haciéndolos pasar lentamente por una estación de vaciado. La estación de vaciado puede ser localizada permanentemente cerca del horno o el metal puede ser traído a ciertos puntos por equipo de manejo aéreo. Los transportadores sirven como un almacén de lugar para los moldes, los cuales son transportados a un cuarto de limpieza. El rechupe,

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debido a la falta de alimentación de la pieza. Las superficies internas de esta cavidad están cubiertas con cristales dendríticos y no están oxidadas.

CENTRIFUGA

La fundición centrifuga es el proceso de hacer girar el molde mientras se solidifica el metal, utilizando así la fuerza centrifuga para acomodar el metal en el molde. Se obtienen mayores detalles sobre la superficie de la pieza y la estructura densa del metal adquiere propiedades físicas superiores. Las piezas de forma simétricas se prestan particularmente para este método, aun cuando se pueden producir otros muchos tipos de piezas fundidas.

Por fundición centrifuga se obtienen piezas más económicas que por otros métodos. Los corazones en forma cilíndrica y rebosaderos se eliminan. Las piezas tienen una estructura de metal densa con todo y las impurezas que van de la parte posterior al centro de la pieza pero que frecuentemente se maquinan. Por razón de la presión extrema del metal sobre el metal, se pueden lograr piezas de secciones delgadas también como en la fundición estática.

Los moldes permanentes se han hecho frecuentemente en la fundición centrifuga de magnesio. Desde entonces las piezas de fundición de magnesio son forzadas nuevamente al molde, las piezas se enfrían más rápidamente y el aire o gas atrapados se eliminan entre el molde y el material. Aunque en la fundición centrífuga hay limitaciones en el tamaño y forma de piezas fundida, se pueden hacer desde anillos de pistón de pocos gramos de peso y rodillo para papel que pesen arriba de 40 toneladas, Blocks de maquinas en aluminio.

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3.2 Formado Mecánico (Prensado, Estirado, Cizallado, Doblado)

Procesos de formado mecánico

El formado de partes con la aplicación de fuerza mecánica, se considera uno de los procesos de formación más importantes, en términos del valor de la producción y del método de producción. El formado de partes se puede efectuar con el material frío (formado en frío) o con material caliente (formado en caliente). Las fuerzas utilizadas para formar las partes pueden ser de tipo de flexión, compresión o cizallado y tensión. Los procesos de formado se pueden clasificar sobre la base de la forma en que se aplica la fuerza.

El formado por doblado se efectúa al obligar al material a doblarse a lo largo de un eje. Entre los procesos por doblado están el dobles, pelado, corrugado y rechazado en alta velocidad. El formado por cizallado (guillotinado) es en realidad, un proceso de separación de material en el cual se hace pasar a presión una o dos cuchillas a través de una parte fija.

El cizallado también incluye procesos tales como punzado o perforación, estampado, punzado con matrices y refinado. El formado por compresión se efectúa al obligar al material, frío o caliente, a adecuarse a la configuración deseada con la ayuda de un dado, un rodillo o un buzo o punzón. El formado por compresión, incluye procesos tales como forja, extrusión laminado y acuñado.

El formado por tensión se efectúa al estirar el material para que adopte la configuración deseada. Incluye procesos tales como estirado, formado por trefilado y abocinado.

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3.3 Maquinado (Tradicionales y Automatizados)

Procesos de remoción de material (maquinado)

Estos procesos se utilizan para conformar partes de materiales como metales, plásticos, cerámica y madera. El maquinado es un proceso que exige tiempo y desperdicia material. Sin embargo, es muy preciso y puede producir una tersura de superficie difícil de lograr con otros procesos de formación. El maquinado tradicional se lleva a cabo con el uso de una herramienta de corte, que remueve el material de la pieza de trabajo en forma de virutas, con lo cual se le da la configuración deseada.

Los procesos para remoción de material se clasifican como tradicionales o con formación de virutas y no tradicionales o sin virutas.

En todos los procesos tradicionales para remoción de material, los tres elementos básicos son la pieza de trabajo, la herramienta de corte, y la máquina herramienta. Las funciones básicas de la máquina herramienta son: 1) proveer los movimientos relativos entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo en forma de velocidades y avances; 2) mantener las posiciones relativas de la herramienta de corte y de la pieza de trabajo, a fin de que la remoción de material resultante produzca la forma requerida. Al variar las posiciones y movimientos entre la pieza de trabajo y la herramienta de corte, se puede efectuar más una operación en la máquina herramienta. Las herramientas de corte son, ya sea, de un solo filo o de filos múltiples. Con los avenes de la tecnología, se han desarrollado materiales más fuertes y más duros. El procesamiento eficiente de esos materiales no era posible con los procesos tradicionales para remoción de material. Por lo tanto, se han creado varios procesos nuevos y especializados. Al contrario de los procesos tradicionales en donde la remoción del material necesita una herramienta de corte, los procesos no tradicionales se basan en los fenómenos ultrasónicos, químicos electroquímicos, de electro descarga y haces de electrones, láser y iones. En estos procesos, la remoción de material no está influida por las propiedades del material; se puede maquinar material de cualquier dureza. Ahora bien, algunos de estos procesos se encuentran en la etapa experimental y no se presentan para elevados volúmenes de producción. En la mayoría de estos procesos, se maquina una parte cada vez. Los procesos no tradicionales son más complejos y se requiere considerable pericia y conocimientos para operarlos en forma eficiente.

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UNIDAD 4 Procesos de Ensamble

4.1 Procesos de Ensamble (No permanentes, Semipermanentes y Permanentes)

Procesos de uniónLas piezas producidas por cualquiera de los métodos previamente analizados se puedenUnir para formar cuerpos más grandes y complejos. Se explorarán las bases de técnicas como:Sujeción mecánicaCreación de un enlace metalúrgico por adhesión y difusión Unión mediante fusión con el uso de varias fuentes de calor Soldadura fuerte o suave con un metal de punto de fusión más bajo Aplicaciones para plásticos y cerámicos Producción de laminados Construcción de piezas sin el uso de un molde La unión difiere de los procesos previamente discutidos en que toma las piezas producidas por medio de otros Procesos unitarios y las articula en una pieza más compleja; por lo tanto, también se podría considerar como un Método de ensamble. El producto puede reemplazar a una pieza que habría sido fabricada a través de otras Técnicas (por ejemplo, el bastidor fundido de una máquina herramienta es reemplazado por uno soldado) o ser De una clase que se produce sólo mediante procesos de unión (por ejemplo. una carrocería integral o un radiador Automotrices, o un cuadro de bicicleta). Aunque la mayoría de los métodos de unión se practican en metales.También se pueden unir cerámicos y polímeros por medio de técnicas similares.CLASIFICACIÓNAlgunas uniones son puramente mecánicas; dentro de esta categoría, los dispositivosQue establecen uniones semipermanentes (como tornillos y pernos) son adecuadamenteConsiderados como medios de ensamble. Nuestro análisis se enfoca en los procesosUnitarios; de ahí que nos concentremos en los métodos para establecer uniones perma774 Procesos de unión Tenemos mucho en que basamos. Los métodos de unión mecánica se derivan de los procesos de trabajo de metal, las técnicas de estado sólido se basan en la adhesión y en la deformación, las soldaduras de fusión están relacionadas con los procesos de fundición, y los procesos líquidos/sólidos recurren a las tecnologías deSolidificación, adhesión y de polímeros. Sin embargo, existen diferencias sustancialesEn la forma en que se llevan a cabo estos procesos, y tales diferencias serán el centro deNuestra atención. Donde sean aplicables, los procesos se identificarán por los nombresY abreviaciones dadas por la American Welding Society.Los procesos de unión a menudo exigen una habilidad considerable. Los humosDañinos, los altos voltajes eléctricos y las altas temperaturas requieren protección delOperador. Por estas razones, y también para mayor productividad, los esfuerzos tienenComo objetivo minimizar la participación del operador, y se indicarán las oportunidadesPara la mecanización (control de la maquinaria por lazo abierto) y automatizaciónReal (control de lazo cerrado, sin o con inteligencia artificial).Proceso de uniones No permanentes Por presión Tornillo I Por contraSoldadura en frío

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PresiónRodilloExplosiónUltrasónicaMecánicos Estado sólidoRemacheEstado líquido (fusión) Líquido-sólidoPuntilladoEngrapadoEngargoladoSoldaduraPor arcoEléctricoSoldaduraPor resistenciaArco de plasmaArco de carbonoElectrodo consumibleArco metálico y de gas (MIG)Arco metálico protegidoNúcleo fundenteArco sumergido

UNIONES MECÁNICASAdemás de la unión semi permanente por tornillo, hay varias técnicas para establecerUna unión por medios mecánicos.El sujetador mecánico más común es el remache. Ya sea sólido o hueco produce una unión sujetando las dos piezas entre las cabezas. Normalmente,Una cabeza se forma en una operación previa; el remache resultante se avanza aTravés de agujeros previamente taladrados o punzo nados, y la segunda cabeza es producida mediante recalcado, ya sea en frío o en caliente En un remache hueco, la cabeza se forma por medio de ensanchamiento, una operación relacionada con el embridado de un tubo Los rema· ches ciegos son tubulares que se pueden insertar desde un lado. Incorporan su propia herramienta de formado, usualmente un mandril que es jalado por una herramienta especial para expandir el lado ciego (Fig. 18-2c). Luego, el vástago ranura do del mandril se rompe (remaches "pop").El agujero representa una discontinuidad en la estructura y podría causar falla porFatiga. Así pues, a los bordes se les remueven las rebabas para eliminar los concentradores De esfuerzos; para aplicaciones más críticas, el agujero se escaria o, para inducir Esfuerzos residuales de compresión, el agujero se expande ligeramente pasando un perno Más grande a través de él. El remachado ha perdido su dominio en la construcción de

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Edificios y en la manufactura de bastidores para automóviles, pero aún es de gran importancia.Por ejemplo, decenas de miles de uniones remachadas se realizan en muchosAeroplanos. Para mayor consistencia, el remachado se mecaniza o confía a robots. Las láminas delgadas se pueden unir sin taladrado preliminar mediante puntilla·Do o engrapado (Fig. IS-2d). El engrapado se utiliza ampliamente para sujetar lámina aUn respaldo de madera. Los engargolados (Fig. 18-2e) se producen por medio de una secuencia de doblecesEn radios agudos (la mitad del espesor de la lámina) Soporte

Uniones mec6nicas permanentes: (a) remache, (b) remache tubular, (e) remache ciego, Id) grapa Y (e) costura.Lados plegados se pueden hacer impermeables con o sin rellenos como adhesivos, sellosPoliméricos o soldadura. Algunos engargolados se realizan a lo largo de líneas rectas,Como los de los tubos de radiadores y el engargolado lateral de las latas de bebidas deTres piezas; otros se hacen a lo largo de los bordes de piezas circulares, como las tapasDe latas Y entonces el proceso se relaciona con el embridado. Un doblezSe forma cuando los bordes de una pieza se voltean sobre la otra y Las uniones también se producen creando una interferencia mecánica con la ayuda de deformación plástica, como en el torcido o doblado de salientes desplegadas y engarzado La contracción de una camisa en un núcleo es aplicable principalmente paraPiezas redondas. El esfuerzo de compresión necesario para mantener una unión permanente Se consigue ya sea calentando la camisa (y/o enfriando el núcleo), por estampado o prensando en conjunto dos partes con un ajuste cónico de interferencia deÁngulo bajo. Las uniones de ajuste elástico se basan en la recuperación elástica de elementos en cantiléverLa entalingada forma el equivalente a un remache de lámina de metal Se usaHerramientas especiales para formar la unión en una sola carrera de la prensa.Las tapas de las cajuelas de automóviles se fabrican de una lámina exterior, formada por medio de estirado-embutido hasta la curvatura deseada (Hg 1O-1 8b) Y un miembro rigidizado interior de perfil más profundo con varios cortes. Los dos se unen por doblado, normalmente con la Inclusión de una cama de adhesivo que eleva la resistencia y contribuye a amortiguar el sonido. Una brida a 90° se forma en el lienzo exterior, el miembro interior se posiciona y la brida se Voltea hacia abajo para lograr un sello hermético. Se imponen altas deformaciones de compresión Lateral en las esquinas (esencialmente, una continuación del embridado por contracción, Para evitar el arrugamiento, aquí se reduce el ancho del doblez. La misma técnica Se emplea para unir los lienzos exteriores e interiores de las puertas.U n proceso relacionado con el entalingado se usa para sujetar l a cejilla de apertura a l a tapa de las latas de bebidas hechas de aluminio. Primero, se estira un domo (a), se recoge para formar otro domo más profundo y de diámetro menor (b), la cejilla de apertura se coloca encima de él, y el domo se aplana (e) para formar una unión remachada integral a prueba de fugas.

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Las aleaciones con memoria de forma permiten la unión de piezas críticas como la tubería hidráulica de aleación de titanio en las aeronaves con propulsión a chorro. Las camisas de unión se fabrican de una aleación de Ni-Ti (de aproximadamente 52% Ni), que es autentica a temperatura ambiente pero cambia a mar tensita de baja resistencia por debajo de 1 30°C. El acoplamiento se maquina en la condición auténtica con un diámetro interior menor que el diámetro exterior de los tubos. Posteriormente se enfría en nitrógeno líquido hasta el rango se expande mecánicamente hasta un diámetro mayor que el exterior del tubo. Se almacena en este estado en nitrógeno líquido hasta su instalación. Una vez colocado en posición sobre la unión del tubo, se calienta hasta la temperatura ambiente, regresa a su diámetro original maquinado (memoria de forma) y establece una unión de contracción a prueba de fugas. 18-3 SOLDADURA DE ESTADO SÓLIDOAl analizar la adhesión se mencionó que los enlaces interatómicos se establecen aproximando Mutuamente los átomos de dos superficies (Secc. 4-9-2). Es absolutamente esencial Que las superficies que se van a unir (también llamadas superficies de empalme)Estén libres de contaminantes (óxidos, películas de gas adsorbido o residuos lubricantes)Que podrían evitar la formación de enlaces interatómicos. Esta condición es difícilDe satisfacer en la atmósfera de la Tierra por lo que se deben tomar medidasPara neutralizar los efectos de las películas superficiales: El movimiento relativo entre las superficies ayuda a romper las películas superficiales.Hacer rugosa la superficie con cepillado de alambre es útil porque, al realizarLa unión, los picos se deforman. La deformación plástica de los cuerpos en contacto causa un crecimiento, Extensión de la superficie interracial y, si las películas superficiales son incapaces de Procesos de unión Seguirla, se exponen superficies nuevas y frescas que luego forman soldaduras de estado sólido. Aunque en teoría no se requiere presión para unir superficies perfectamente acopladasY limpias, en la práctica es necesaria una presión normal para asegurar la adaptaciónDe las superficies en contacto y para romper las películas superficiales.El calor no es una parte esencial del proceso básico de unión, pero el ablandamientoDe los materiales promueve el contacto íntimo y la difusión de átomos ayuda aLograrla. Sin embargo, la difusión es inaceptable cuando dos metales disímiles formanCompuestos intermetálicos que vuelven frágil a la unión.En principio, se pueden unir dos materiales cualesquiera y, en efecto, la unión deEstado sólido a menudo se aplica cuando otras técnicas fallan. No obstante, las mejoresUniones se obtienen entre metales cuando existe registro atómico (es decir, los átomosDe dos componentes están similarmente espaciados y cristalizan en la misma estructuraDe red). Esto significa que los metales se unen mejor con ellos mismos y con otros, conLos que forman soluciones sólidas. Soldadura en frío (CW)El término soldadura enfrío (CW) se usa ampliamente para describir el procesamientoa temperatura ambiente. La soldadura de traslapo se basa en una expansión de 50 a 90% de las superficies Cuando se introducen penetradores en la lámina que se va a unir LosHombros en los penetradores limitan la distorsión y promueven la soldadura.

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Se pueden producir soldaduras de costura.Al sustituir a las monedas de veinticinco y diez centavos de dólar de aleación de plata, el níquel Fue inaceptable en Estados Unidos, donde las máquinas de venta comprueban las propiedades Magnéticas. Por lo tanto, un núcleo de cobre se reviste con cuproníquel, dando la Peso Procesos de unión Blancura deseada y falta de ferromagnetismo. Un emparedado de 7.5 mm de espesor se lamina Hasta 1.36 mm; la extensión de la superficie, junto con la solubilidad del níquel en el cobre asegura un enlace permanente. Calcule la proporción de la nueva superficie atómicamente Limpia, suponiendo que las películas superficiales preexistentes no se expanden.De la invariabilidad del volumen Interface.Soldadura por difusiónGeneralmente, se obtiene mejor unión cuando la temperatura es suficientemente altaPara asegurar la difusión, típicamente por arriba de 0.5 La soldadura por difusión (DFW) no es nueva; por siglos los joyeros han rellenadoOro colocando hojas de recubrimiento sobre un núcleo de plata o de cobre y comprimiendo El laminado con una pesa Al mantenerlo en un horno por un tiempoProlongado, se obtiene una unión permanente. La presión requerida también se puedeGenerar en una prensa o restringiendo el ensamble con un aditamento hecho de unMaterial de menor dilatación (frecuentemente, molibdeno). También se usa el términoSoldadura en caliente por presión (HPW).En la década de los 70, la técnica se extendió a la construcción de fuselajes. LaDeformación simultánea ayuda en gran medida al desarrollo de una unión sólida, por loTanto, la soldadura por difusión combinada con el formado súper plástico Ha demostrado ser muy exitosa. Usando dos, tres o cuatro láminas, se imprimen patronesCon un aislamiento de nitruros de boro. El ensamble se coloca en una caja evacuadaLo unión o temperatura elevada es posible sin deformación sustancial en (a) laSoldadura por difusión, que puede ser (b) combinada con el formadoSúper plástico paro fabricar piezas estructurales complejos.Soldadura de estado sólido Mantenida en una prensa, y se forman superficies integrales mientras son sopladas Las cavidades. Como el titanio disuelve sus óxidos Y las aleaciones como Tienen el pequeño tamaño de grano necesario para el formado superclásico aun sin procesamiento especial, las aleaciones de titanio son naturales para la Técnica. Es factible la consolidación de piezas a gran escala. Por ejemplo, en las aeronaves De alto rendimiento como los aeroplanos cazan supersónicos, el fuselaje se construyeDe un revestimiento delgado reforzado con nervaduras de complejidad considerable.Convencionalmente, las piezas de lámina metálica, las extrusiones y las placas conCavidades fresadas se unen con miles de remaches. La unión por difusión con formadoSúper plástico reduce el número de piezas, la mano de obra, el tiempo de entrega y elCosto. Al aplicar las técnicas a las aleaciones de aluminio, la deformación es vital paraRomper el óxido estable y frágil.La soldadura por difusión también se aplica a la manufactura de compuestos deMatriz metálica (por ejemplo, titanio o aluminio reforzado con fibra de boro). CuandoLa unión no ocurra debido a la falta de solubilidad o resulte en la formación de unCompuesto intermetálico frágil, se pueden usar capas intercaladas que sean mutuamente

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Solubles, en forma de hojas o láminas delgadas. Por ejemplo, las superlaciones seUnen después de electro chapar con una aleación de Ni-Cl

Procesos de unión

La unión de estado sólido a temperatura elevado se obtiene en la soldadura(a) Forjada, (b) por inducción y (e) eléctrica a tope.Un revestimiento de aluminio puro con la alta resistencia de un núcleo de aluminioEndurecido por precipitación. Se emplea acero inoxidable para revestir acero dulce paraProtección contra la corrosión, y las aleaciones de diferente coeficiente de dilataciónTérmica se unen para crear cintas bimetálicas para termostatos. El laminado, que consisteDe una placa base y de láminas de cubierta, es encerrado y evacuado si se debeEvitar la oxidación.Soldadura por fricción (FRW)El trabajo de fricción generado cuando dos cuerpos se deslizan uno sobre otro se transforma en calor; cuando la rapidez del deslizamiento es alta y el calor es contenido enUna zona angosta, ocurre la soldadura.(a) El color se genera en lo soldadura por fricción por la rotación de las piezasDe trabajo una contra la otra, y el enlace se establece por recalcado. (b) UnaHerramienta rotatoria genera calor en la soldadura por fricción y agitación.Soldadura por fusiónEn la FRW de accionamiento continuo (Hg 18-8a), una pieza se sujeta firmementeMientras la otra (usualmente de simetría axial) es girada bajo la aplicación simultáneaDe presión axial. La temperatura se incrementa, las. Zonas soldadas parcialmenteFormadas se cortan, las películas superficiales se rompen; repentinamente, la rotaciónSe detiene y una fuerza adicional de recalcado es aplicada cuando toda la superficie seSuelda. Algo del material suavizado es expulsado corno rebaba, pero no está completamenteClaro si en realidad ocurre la fusión. La zona calentada es muy delgada; así queLos· metales disímiles se unen fácilmente. En la FRW de accionamiento por inercia, laRotación es impartida por un volante de cuya energía se calcula de manera queLa soldadura sea completada cuando la rotación se detiene.La FRW de accionamiento continuo se realiza en talleres cautivos de fabricantes automotores yDe artículos electrodomésticos, así como en talleres de trabajos especializados. Por ejemplo, los Cables de aluminio de las líneas eléctricas de distribución subterráneas se deben unir a conmutadores De cobre. Para evitar la corrosión, barriles de aluminio extruidos por impacto se engarzan En el cable y luego estos bloques terminales de cobre, cabeceados en frío, se sueldan por fricción a los barriles. El proceso también se puede usar para aumentar la complejidad de la forma: los extremos de los vástagos de émbolos se sujetan a vástagos de émbolos de cilindros hidráulicos; dos blancos forjados para engrane 'se unen sin perder sus propiedades; tubos de pared gruesa se sujetan a las vigas de eje de remolques para transporte. (Fuente J.R. Huber, ARD Industrias Ltd.,Cambridge, Ontario.)

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La soldadura por fricción y agitación es adecuada para unir láminas y placas. UnaHerramienta rotatoria penetra en el área de la unión y, en su viaje a lo largo de la costura,Genera suficiente calor para que el metal fluya plásticamente para llenarla SOLDADURA POR FUSIÓNEn la gran mayoría de las aplicaciones, el enlace interatómico se establece por fusión.Cuando los materiales de la pieza de trabajo (metal base) y el metal de aporte (si es queSe usa) tienen composiciones y puntos de fusión similares pero no necesariamente idénticos, al proceso se le denomina soldadura por fusión o simplemente soldadura.La soldadura está muy relacionada con los procesos de fundición. Se suministraCalor para fundir el metal base y el de aporte. La fusión es contenida físicamente en laZona de fusión donde, por medio de su contacto con el metal base circundante de altaConductividad térmica, se enfría rápidamente (típicamente, a decenas de cientos de grados por segundo). De esta manera, la rapidez de enfriamiento está entre la que predomina en la fundición en molde permanente (Secc. 7-5-6) y en la atomización El control adecuado requiere una familiaridad completa con la metalurgia de no equilibrio Aquí se debe hacer un análisis rápido de los principios, basados en Gran parte en los conceptos discutidos en el capítulo 6, que sería útil repasar en esteProcesos de unión Momento. No obstante, es indispensable cierto conocimiento de los efectos del material Si se van a evaluar las capacidades y limitaciones de los distintos procesos.Unión por fusiónUna unión por fusión está muy lejos de ser homogénea. El grado de no homogeneidadY de complejidad se incrementa desde los metales puros hasta las aleaciones de fasesMúltiples y también es una función de la entrada de calor por distancia unitaria. UnaMayor intensidad de calor proporciona una penetración más profunda, una zona calienteMás concentrada, menos cambio en la estructura metalúrgica y esfuerzos menores enLa soldadura. El análisis siguiente es, por lo tanto, generalizado y no necesariamente seAplica a todas las tasas de entrada de calor.Materiales de una fase Una sección a través de la unión en un metal puro como aluminio o cobre, soldada con una varilla de composición idéntica, demuestraQue el calor aplicado no sólo ha fundido la varilla de soldadura sino también unTanto del material base para formar el cordón de soldadura (o simplemente la soldadura).El material base adyacente al límite de la fusión se expuso a altas temperaturas y lasPropiedades y la estructura son cambiadas dentro de esta zona afectada por el calor.

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4.2 Selección de Métodos de Ensamble

Selección Métodos de Ensamble

Existen solamente 2 métodos de ensamble,

1. Manual

2. Mecánico

Método manual: es aquel en donde la mano del hombre literalmente es parte del ensamblado del artículo.

Método mecánico: es aquel en el que la parte involucrada en el ensamblaje es una máquina.

Hay diversos sistemas automatizados para realizar operaciones de ensamble mecánico, entre ellos están:

• Máquinas de propósito especial

• Sistemas programables.

Las máquinas de propósito especial generalmente consisten en una serie de estaciones de trabajo, en las cuales se añaden partes y/o se ejecutan operaciones de unión.

Los sistemas de ensamble programables se utilizan para producir una variedad limitada de ensambles distintos. Con frecuencia se emplean robots industriales, ya sea como estaciones de trabajo bajo múltiples o como un robot único en una estación.

Para facilitar el ensamble automatizado se siguen estos puntos:

a) Usar la modularidad en el diseño de productos

b) Reducir la necesidad de que se manejen varios componentes a la vez

c) Limitar las direcciones requeridas de acceso

d) Componentes de alta calidad

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e) Usar ajustes de agarre automático

Otro método de ensamble es la “soldadura”

La soldadura es un proceso de unión de materiales en la cual se funden las superficies de contacto de dos (o más) partes mediante la aplicación conveniente de calor o presión.La soldadura produce una conexión sólida entre dos partes denominada unión por soldadura, así es como se denomina a este contacto de los bordes o superficies de las partes que han sido unidas.

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4.3 Dispositivos de Montaje

DISPOSITIVOS DE MONTAJE

El término dispositivo se utiliza como sinónimo de aparato, es algo que establece una disposición.

El robot es uno de los principales dispositivos de montaje o ensamble y otros dispositivos como las grúas, poleas, pinzas transportadoras, estas son muy comunes en la industria automotriz, podemos apreciarlas en las siguientes imágenes.

Estos dispositivos se consideran entre las operaciones más sencillas o directas de realizar, en donde el objetivo primario es mover una pieza de una posición a otra.

Existen otras aplicaciones de manejos de material en las que el robot se utiliza para servir a una máquina de producción transfiriendo piezas a/o desde las máquinas. Existen tres casos que caen dentro de ésta categoría de aplicación:

Carga/Descarga de Máquinas. El robot carga una pieza de trabajo en bruto en el proceso y descarga una pieza acabada. Una operación de mecanizado es un ejemplo de este caso.

Carga de máquinas.

El robot debe de cargar la pieza de trabajo en bruto a los materiales en las máquinas, pero la pieza se extrae mediante algún otro medio. En una operación de prensado, el robot se puede programar para cargar láminas de metal en la prensa, pero las piezas acabadas se permite que caigan fuera de la prensa por gravedad.

Descarga de máquinas.

La máquina produce piezas acabadas a partir de materiales en bruto que se cargan directamente en la máquina sin la ayuda de robots. El robot descarga la pieza de la máquina. Ejemplos de ésta categoría incluyen aplicaciones de fundición de troquel y moldeado plástico.

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La aplicación se tipifica mejor mediante una célula de trabajo con el robot en el centro que consta de la máquina de producción, el robot y alguna forma de entrega de piezas.

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Otros Procesos Industriales Generalidades

Para entender que es un proceso, haremos su definición, y enseguida la clasificación del mismo:

PROCESO: Es toda secuencia de pasos, tareas o actividades que conducen a un cierto producto, el cual es el objetivo de dicho proceso.

Los procesos pueden ser:

De producción, cuando el resultado es un bien industrial.

De servicios, cuando ese resultado sea un bien intangible, como la salud o el transporte.

Administrativos, cuyo fin es un acto administrativo como una compra, una cobranza, un pago o que conduce a producir o modificar información.

PROCESOS DE PRODUCCIÓN

Durante la producción de un bien o servicio, con el término proceso se designan tanto las tareas manuales, los sistemas que coordinan trabajadores y máquinas; como los procesos automatizados, en los que el trabajador juega un papel indirecto o de control.

Los trabajos manuales por lo general utilizan ciertas ayudas mecánicas y son responsables de una proporción importante de las actividades productivas. El diseño de estas actividades manuales y su relación con las fases de operación y control de las maquinas que se emplean, corresponde al área de la Ingeniería Industrial, la cual se ocupa del diseño de métodos de trabajo.

Las actividades manuales, o la operación de máquinas, son frecuentes en trabajos de armado o ensamblaje de componentes, en actividades administrativas (oficinas), en supermercados, hospitales, etc.

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Existen procesos de producción que tienen una base tecnológica muy compleja, como es el caso de las industrias que trabajan metales (rama metal-mecánica), industria de la madera, industria de plásticos e industria química.

El propósito de un proceso, es producir transformaciones. Algo sucede que de alguna manera produce cambios en el objeto sobre el que se está trabajando. En este tema nos enfocaremos a los Procesos de Producción, estos se pueden clasificar de la siguiente manera:

Procesos Químicos: Cuando las transformaciones pueden producir cambios químicos

Procesos Mecánicos: Cuando se altera la forma o estructura

Procesos de Armados: Quitar o agregar partes o piezas.

PROCESOS QUÍMICOS

Son propios de la industria del petróleo y de los plásticos, producción de acero, aluminio, etc. en términos generales, siempre es posible estudiar sus etapas en función de las operaciones o transformaciones que ocurren (tales como reacciones químicas, transferencias de calor, filtrado, absorción, etc.).

PROCESOS MECANICOS“CUANDO SE ALTERA FISICAMENTE, LA FORMA O ESTRUCTURA”

Son propios de la industria de transformación y mecanizado de metales, en la industria de la madera y en el moldeado y formado de plásticos.

ALGUNOS EJEMPLOS DE ESTOS PROCESOS TENEMOS A:

PROCESOS DE MANUFACTURA POR DEFORMACION.

Laminado.

Formado

El formado de partes con la aplicación de fuerza mecánica, se considera uno de los procesos de formación más importantes, en términos del valor de la producción y del método de producción. El formado de partes se puede efectuar con el material frío

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(formado en frío) o con material caliente (formado en caliente). Las fuerzas utilizadas para formar las partes pueden ser de tipo de flexión, compresión o cizallado y tensión. Los procesos de formado se pueden clasificar sobre la base de la forma en que se aplica la fuerza.

Formado de tubos.

El formado por doblado se efectúa al obligar al material a doblarse a lo largo de un eje. Entre los procesos por doblado están los dobles, pelado, corrugado y rechazado en alta velocidad. El formado por cizallado (guillotinado) es en realidad, un proceso de separación de material en el cual se hace pasar a presión una o dos cuchillas a través de una parte fija.

Forjado.

Proceso de modelado del hierro y otros materiales maleables golpeándolos o troquelándolos después de hacerlos dúctiles mediante aplicación de calor.

Las técnicas de forjado son útiles para trabajar el metal porque permiten darle la forma deseada y además mejoran la estructura del mismo, sobre todo porque refinan su tamaño de grano. El metal forjado es más fuerte y dúctil que el metal fundido y muestra una mayor resistencia a la fatiga y el impacto.

FORJA MANUAL

La forja manual es la forma más sencilla de forjado y es uno de los primeros métodos con que se trabajó el metal. Primero, el metal se calienta al rojo vivo en el fuego de una fragua, y después se golpea sobre un yunque para darle forma con grandes martillos denominados machos de fragua. Ésta es un hogar abierto construido con una sustancia refractaria y duradera, como ladrillo refractario, y dotado de una serie de aberturas por las que se fuerza el aire mediante un fuelle o un ventilador. En la fragua se emplean como combustible diversos tipos de carbón, entre ellos coque o carbón vegetal. El herrero además de martillos, emplea otras herramientas en las diferentes operaciones de forja.

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Forja con martinete.

Otro proceso especial de formación es la forja con martinete, que es un proceso mecánico en el cual se calienta el hierro al rojo, condición en que es más maleable, formándolo por medio de golpes, y finalmente templándolo por enfriamiento brusco en agua o en aceite. La forja mecánica hace lo mismo con grandes martillos “pilones” automáticos.

Cizallado.

El cizallado también incluye procesos tales como punzado o perforación, estampado, punzado con matrices y refinado. El formado por compresión se efectúa al obligar al material, frío o caliente, a adecuarse a la configuración deseada con la ayuda de un dado, un rodillo o un buzo o punzón. El formado por compresión, incluye procesos tales como forja, extrusión, laminado y acuñado.

Extrusión, Estirado de alambre.

El formado por tensión se efectúa al estirar el material para que adopte la configuración deseada. Incluye procesos tales como estirado, formado por trefilado y abocinado.

PROCESOS DE MANUFACTURA POR CORTE DE VIRUTA.

Maquinado y Formación de virutas.

El maquinado tradicional se lleva a cabo con el uso de una herramienta de corte, que remueve el material de la pieza de trabajo en forma de virutas, con lo cual se le da la configuración deseada. El maquinado es un proceso que exige tiempo y desperdicia material. Sin embargo, es muy preciso y puede producir una tersura de superficie difícil de lograr con otros procesos de formación.

PROCESOS DE MANUFACTURA POR FUNDICION.

Un caso especial en la industria metalúrgica es la fundición, en la que, licuando los metales a altas temperaturas y luego moldeándolos en moldes de arena o en matrices, se les da la forma que se desee, la que podrá o no requerir otras operaciones.

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Fundición en arena, Fundición en molde metálico.

Proceso de producción de piezas metálicas a través del vertido de metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. La fundición es un antiguo arte que todavía se emplea, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros métodos como el fundido a presión, la forja, la extrusión, el mecanizado y el laminado.

La fundición implica tres procesos diferentes: en primer lugar se construye un modelo de madera, plástico o metal con la forma del objeto terminado; más tarde se realiza un molde hueco rodeando el modelo con arena y retirándolo después, y a continuación se vierte metal fundido en el molde (este último proceso se conoce como colada).

PROCESOS DE ARMADO

La función básica de proceso de ensamble, (montaje) es unir dos o más partes entre sí para formar un conjunto o subconjunto completo. La unión de las partes se puede lograr con soldadura de arco o de gas, soldadura blanda o dura o con el uso de sujetadores mecánicos o de adhesivos.

Procesos de acabado

Las funciones principales de los procesos de acabado son limpiar, proteger y decorar la superficie.

La limpieza se puede efectuar por medios mecánicos como limpieza con chorro de abrasivo o por medios químicos, como limpieza alcalina. Ahora bien, algunos procedimientos de limpieza pueden servir, a la vez, para limpieza y acabado.

Otros fines de los procesos de acabado, son proteger la superficie contra el deterioro y decorarla para aumentar su atractivo estético. El acabado se efectúa al cubrir la superficie con el revestimiento conveniente.

Las superficies se pueden revestir con revestimientos orgánicos (pinturas), revestimientos metálicos, revestimientos de fosfato, esmaltes porcelanizados y revestimiento de cerámica.

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MÁQUINAS HERRAMIENTAS CONVENCIONALES

Entre las máquinas herramientas básicas se encuentran el torno, las perfiladoras, las cepilladoras y las fresadoras. Hay además máquinas taladradoras y perforadoras, pulidoras, sierras y diferentes tipos de máquinas para la deformación del metal.

PROCESOS DE SERVICIOS

Son aquellos no directamente productivos, o no relacionados con la producción industrial. Es el caso de los transportes, servicios sanitarios, limpieza y aseo municipal o domiciliario, tareas domesticas, etc.

En todas estas actividades hay un proceso puesto que hay una secuencia de pasos que conducen al fin buscado. Transportar, por ejemplo, implica cargar y descargar lo que se transporte. Limpiar una casa o una ciudad o cocinar una comida también tienen una secuencia de pasos que pueden describirse como un proceso, de modo muy similar a los procesos productivos.

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UNIDAD 5 Otros procesos industriales plásticos, térmicos plásticos compuestos termofraguantes

El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido concreto, nombra ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.

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5.1 Generalidades

Los plásticos son sustancias químicas sintéticas denominados polímeros, de estructura macromolecular que puede ser moldeada mediante calor o presión y cuyo componente principal es el carbono. Estos polímeros son grandes agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado polimerización. Los plásticos proporcionan el balance necesario de propiedades que no pueden lograrse con otros materiales por ejemplo: color, poco peso, tacto agradable y resistencia a la degradación ambiental y biológica.

De hecho, plástico se refiere a un estado del material, pero no al material en sí: los polímeros sintéticos habitualmente llamados plásticos, son en realidad materiales sintéticos que pueden alcanzar el estado plástico, esto es cuando el material se encuentra viscoso o fluido, y no tiene propiedades de resistencia a esfuerzos mecánicos. Este estado se alcanza cuando el material en estado sólido se transforma en estado plástico generalmente por calentamiento, y es ideal para los diferentes procesos productivos ya que en este estado es cuando el material puede manipularse de las distintas formas que existen en la actualidad. Así que la palabra plástico es una forma de referirse a materiales sintéticos capaces de entrar en un estado plástico, pero plástico no es necesariamente el grupo de materiales a los que cotidianamente hace referencia esta palabra.

Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos (aunque no siempre se cumplen en determinados plásticos especiales) son estas:

Fáciles de trabajar y moldear,

tienen un bajo costo de producción, poseen baja densidad, suelen ser impermeables, buenos aislantes eléctricos, aceptables aislantes acústicos, buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas muy

elevadas, resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos;

Algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar, y si se queman, son muy contaminantes

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5.2 Tipos de plásticos

En esta clasificación se considera el origen del monómero del cual parte la producción del polímero.

Naturales: Son los polímeros cuyos monómeros son derivados de productos de origen natural con ciertas características como, por ejemplo, la celulosa, la caseína y el caucho. Dentro de dos de estos ejemplos existen otros plásticos de los cuales provienen:

o Los derivados de la celulosa son: el celuloide, el celofán y el cellón.o Los derivados del caucho son: la goma y la ebonita.

Sintéticos: Son aquellos que tienen origen en productos elaborados por el hombre, principalmente derivados del petróleo como lo son las bolsas de polietileno

Según su comportamiento frente al calor

Termoplásticos

Un termoplástico es un plástico que, a temperatura ambiente, es plástico o deformable, se convierte en un líquido cuando se calienta y se endurece en un estado vítreo cuando se enfría suficiente. La mayoría de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, los que poseen cadenas asociadas por medio de débiles fuerzas Van der Waals (Polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno; o incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno). Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables en que después de calentarse y moldearse éstos pueden recalentarse y formar otros objetos, ya que en el caso de los termoestables o termo duros, su forma después de enfriarse no cambia y este prefiere incendiarse..

Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces.

Los principales son:

Resinas celulósicas: obtenidas a partir de la celulosa, el material constituyente de la parte leñosa de las plantas. Pertenece a este grupo el rayón.

Polietilenos y derivados: Emplean como materia prima el etileno obtenido del craqueo del petróleo que, tratado posteriormente, permite obtener diferentes monómeros como acetato de vinilo, alcohol vinílico, cloruro de vinilo, etc. Pertenecen a este grupo el PVC, el poliestireno, el metacrilato, etc.

Derivados de las proteínas: Pertenecen a este grupo el nailon y el perlón, obtenidos a partir de las diamidas.

Derivados del caucho: Son ejemplo de este grupo los llamados comercialmente pliofilmes, clorhidratos de caucho obtenidos adicionando ácido clorhídrico a los polímeros de caucho.

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Termoestables

Los plásticos termoestables son materiales que una vez que han sufrido el proceso de calentamiento-fusión y formación-solidificación, se convierten en materiales rígidos que no vuelven a fundirse. Generalmente para su obtención se parte de un aldehído.

Polímeros del fenol: Son plásticos duros, insolubles e infusibles pero, si durante su fabricación se emplea un exceso de fenol, se obtienen termoplásticos.

Resinas epoxi. Resinas melanímicas. Baquelita. Amino plástico: Polímeros de urea y derivados. Pertenece a este grupo la

melanina. Poliésteres: Resinas procedentes de la esterificación de polialcoholes, que suelen

emplearse en barnices. Si el ácido no está en exceso, se obtienen termoplásticos.

Según la reacción de síntesis

También pueden clasificarse según la reacción que produjo el polímero:

Polímeros de adición

Implican siempre la ruptura o apertura de una unión del monómero para permitir la formación de una cadena. En la medida que las moléculas son más largas y pesadas, la cera parafínica se vuelve más dura y más tenaz. Ejemplo:

2n H2C=CH2 → [-CH2-CH2-CH2-CH2-]n

Polímeros de condensación

Son aquellos donde los monómeros deben tener, por lo menos, dos grupos reactivos por monómero para darle continuidad a la cadena. Ejemplo:

R-COOH + R'-OH → R-CO-OR' + H2O

Polímeros formados por etapas

La cadena de polímero va creciendo gradualmente mientras haya monómeros disponibles, añadiendo un monómero cada vez. Esta categoría incluye todos los polímeros de condensación de Carothers y además algunos otros que no liberan moléculas pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo los poliuretanos.

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Según su estructura molecular

Amorfos

Son amorfos los plásticos en los que las moléculas no presentan ningún tipo de orden; están dispuestas desordenadamente sin corresponder a ningún orden. Al no tener orden entre cadenas se crean unos huecos por los que la luz pasa, por esta razón los polímeros amorfos son transparentes.

Semi cristalinos

Los polímeros semi cristalinos Tienen zonas con cierto tipo de orden junto con zonas amorfas. En este caso al tener un orden existen menos huecos entre cadenas por lo que no pasa la luz a no ser que posean un espesor pequeño.

Cristalizables

Según la velocidad de enfriamiento, puede disminuirse (enfriamiento rápido) o incrementarse (enfriamiento lento) el porcentaje de cristalinidad de un polímero semicristalinas, sin embargo, un polímero amorfo, no presentará cristalinidad aunque su velocidad de enfriamiento sea extremadamente lenta.

Comodities

Son aquellos que tienen una fabricación, disponibilidad, y demanda mundial, tienen un rango de precios internacional y no requieren gran tecnología para su fabricación y procesamiento.

De ingeniería

Son los materiales que se utilizan de manera muy específica, creados prácticamente para cumplir una determinada función, requieren tecnología especializada para su fabricación o su procesamiento y de precio relativamente alto.

Elastómeros o cauchos

Los elastómeros se caracterizan por su gran elasticidad y capacidad de estiramiento y rebote, recuperando su forma original una vez que se retira la fuerza que los deformaba. Comprenden los cauchos naturales obtenidos a partir de látex natural y sintético; entre estos últimos se encuentran el neopreno y el polibutadieno.

Los elastómeros son materiales de moléculas grandes las cuales después de ser deformadas a temperatura ambiente, recobran en mayor medida su tamaño y geometría al ser liberada la fuerza que los formara.

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5.3 Material prima

Obtención y fabricación del plástico. La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.

En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nailon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nailon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.

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5.4 Compuestos termofraguantes (Fenólicas, Resinosas y Furámicas)

Las materias plásticas se dividen en dos clases fundamentales: termofraguantes y termoplásticas. La diferenciación se basa sobre la estructura molecular de sus compuestos y sobre su comportamiento en presencia de calor en la fase de elaboración. Durante el estampado de un termoplástico no se verifica ninguna reacción química y el estampado no es irreversible por que las termoplásticas pueden ser llevadas al estado plástico y sucesivamente de nuevo al estado sólido sin que pierdan sensiblemente sus características. Las resinas termofraguantes se obtienen por poli condensación. El poli condensado es un material termofraguantes porque en la fase de elaboración, cuando se caliente y se somete a la acción de la presión, se determina una reacción química que provoca una reestructuración de carácter irreversible de la molécula: una vez formado, un termofraguantes no es más recuperable. Son termofraguantes por ejemplo, las resinas Fenólicas, las melanímicas, las ureicas y el poliéster.

Fenólicas

Las resinas Fenólicas son las más antiguas y aún hoy las más usadas entre las resinas termofraguantes. Las desarrolló, como es sabido, L. H. Baekeland en el 1909 y tuvieron un gran éxito sobre todo en el periodo entre las dos guerras mundiales. Las masas de estampado fenólico se usan para fabricar elementos de la industria eléctrica, en radio, en televisión, en teléfonos y en la industria automovilística; además se fabrican piezas para el sector de los electrodomésticos, en el sector aeroespacial y en la defensa.

Resinosas

La resina es cualquiera de las sustancias de secreción de las plantas con aspecto y propiedades más o menos análogas a las de los productos así denominados. Del latín resina. Se puede considerar como resina las sustancias que sufren un proceso de polimerización o secado dando lugar a productos sólidos siendo en primer lugar líquidas.

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Se dividen en: Resinas naturales

resina verdadera gomorresinas oleorresinas bálsamos lacto resinas

Resinas sintéticas

poliéster poliuretano Resina epoxi Acrílicos

Furámicas

También conocidos como cerámicas, Dentro de la categoría de los materiales cerámicos se distinguen dos grandes grupos: las cerámicas estructurales y las cerámicas funcionales. Las cerámicas estructurales son las que sustituyen a materiales que forman parte de estructuras mecánicas o sometidas a esfuerzos de fatiga y térmicos o a ataques químicos. Son materiales inorgánicos, no metálicos y poseen una estructura compuesta de diversas sustancias cristalinas. Se clasifican en cerámicas basadas en óxidos y las basadas en nitruros, carburos, silicuros y otros. Estos materiales forman parte de un aérea de gran dinamismo dentro del campo de los materiales avanzados y presentan propiedades destacadas, como la resistencia combinada al esfuerzo y a las altas temperaturas. Entre las cerámicas avanzadas cabe destacar la alúmina, la berilia, los carburos, los nitruros y los boruros. La producción de cerámicas avanzadas sigue las etapas de producción de polvos, preparación de la masa por humectación, conformado y secado, prensado y sinterización, aplicando el calor con o sin presión simultánea, para acabar con el mecanizado. La correcta composición de los polvos constituye un punto fundamental del proceso, para lo que es preciso eliminar totalmente las impurezas y uniformar el tamaño de las partículas. La síntesis de polvos puros se realiza por los sistemas de deposición física en fase de vapor, reacciones inducidas por láser, técnicas sol-gel, precursores metal-orgánicos y nucleación controlada.

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5.5 Celulosas, poliestirenos, polietilenos y propileno

La celulosa es un homopolisacárido (es decir, compuesto de un único tipo de monómero) rígido, insoluble, que contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de glucosa.

La celulosa corresponde a la biomolécula más abundante de la biomasa terrestre.

La celulosa es un polisacárido estructural en las plantas ya que forma parte de los tejidos de sostén. La chepa de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40% de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90%. El cáñamo también es una fuente de celulosa de alta calidad. A pesar de que está formada por glucosas, los animales no pueden utilizar a la celulosa como fuente de energía, ya que no cuentan con la enzima necesaria para romper los enlaces β−1,4-glucosídicos, sin embargo, es importante incluirla en la dieta humana (fibra dietética) porque al mezclarse con las Heces, facilita la digestión y defecación, así como previene los malos gases, es de destacar el hongo Trichoderma reesei, capaz de producir cuatro tipos de celulasas: las 1,4-β-D-glucancelobiohirolasas CBH i y CBH II y las endo-1,4-β-D-glucanasa EG I y EG II. Mediante técnicas biotecnológicas se producen esas enzimas que pueden usarse en el reciclado de papel, disminuyendo el coste económico y la contaminación.

Historia y aplicaciones

La celulosa es la sustancia que más frecuentemente se encuentra en la pared de las células vegetales, y fue descubierta en 1838. La celulosa es la biomolécula más abundante de los seres vivos.

La celulosa constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales. También se utiliza en la fabricación de explosivos, celuloide, seda artificial, barnices. Está presente en las plantas, pero solamente los rumiantes lo ingieren

POLIESTIRENOS+’

Se designa con las siglas PS. Es un plástico más frágil, que se puede colorear y tiene una buena resistencia mecánica, puesto que resiste muy bien los golpes.

Sus formas de presentación más usuales son la laminar.

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Se usa para fabricar envases, componentes electrónicos y otros elementos que precisan una gran ligereza, muebles de jardín, mobiliario de terraza de bares, etc.…

POLIETILENO+’

El polietileno es químicamente el polímero más simple. Por su alta producción mundial (aproximadamente 60 millones de toneladas son producidas anualmente (2005) alrededor del mundo) es también el más barato, siendo uno de los plásticos más comunes. Es químicamente inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de fórmula química CH2=CH2 y llamado eteno por la IUPAC), del que deriva su nombre.

Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización, como por ejemplo: Polimerización por radicales libres, polimerización aniónica, polimerización por coordinación de iones o polimerización catiónica. Cada uno de estos mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno.

Es un polímero de cadena lineal no ramificada. Aunque las ramificaciones son comunes en los productos comerciales. Las cadenas de polietileno se disponen bajo la temperatura de reblandecimiento Tg en regiones amorfas y semicristalinas.

Aplicaciones

PEBD:

Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales, etc.;

Películas para agro;

Recubrimiento de acequias;

Embasamiento automático de alimentos y productos industriales: leche, agua, plásticos, etc.;

Stretch film;

Base para pañales desechables;

Bolsas para suero;

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Contenedores herméticos domésticos;

Bazar;

Tubos y pomos: cosméticos, medicamentos y alimentos;

Tuberías para riego.

PEAD:

Envases para: detergentes, lejía, aceites automotores, champú, lácteos;

Bolsas para supermercados;

Bazar y menaje;

Cajones para pescados, gaseosas, cervezas;

Envases para pintura, helados, aceites;

Tambores;

Tuberías para gas, telefonía, agua potable, minería, láminas de drenaje y uso sanitario;

Macetas;

Bolsas tejidas;

Guías de cadena, piezas mecánicas.

También se usa para recubrir lagunas, canales, fosas de neutralización, contra tanques, tanques de agua, plantas de tratamiento de aguas, lagos artificiales, canalones de lámina.

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PROPILENO+’

El propileno es un compuesto químico orgánico de fórmula molecular C 3 H 6. Es un gas muy reactivo e inflamable que reacciona violentamente con los materiales oxidantes.

Se obtiene a partir de las fracciones ligeras del petróleo, a pesar de que en pequeñas cantidades también se encuentra, en los depósitos de gas natural. Se utiliza sobre todo para la obtención de gasolinas de alto octanaje. También se utiliza en la síntesis de sus derivados, como los polímeros, disolventes, resinas, etc.

En la reacción de oligomerización se unen un número limitado de moléculas del monómero de propileno (dos, tres, cuatro o más) obteniéndose hexenos, nonenos, dodecenos, etc.

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5.6 Maquinados con chorro abrasivo

Corte con chorro de agua abrasiva.

Cuando se usa un WJC sobre partes metálicas, por lo general deben agregarse partículas abrasivas a la corriente a chorro para facilitar el corte. Por tanto este proceso se denomina corte con chorro de agua abrasiva (en inglés AWJ). La incorporación de las partículas abrasivas al flujo complica el proceso porque aumenta la cantidad de parámetros que deben controlarse. Entre los parámetros de proceso adicionales están el tipo de abrasivo, el tamaño del esmeril y la velocidad de flujo. Entre los materiales abrasivos comunes están el óxido de aluminio, el dióxido de silicio y el granate (un mineral de silicato); los tamaños del esmeril varían entre 60 y 120. Las partículas abrasivas se agregan a la corriente de agua a aproximadamente 0.5 lb/min (.23 Kg/min) después de que salen de la boquilla para el WJC.

Los parámetros de proceso restantes incluyen algunos que son comunes para el WJC; el diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la distancia de separación. Los diámetros del orificio de la boquilla varían de 0.010 a 0.0250 In (0.25 a 0.63 mm), este rango es más grande que en el WJC y permite que la corriente contenga velocidades de flujo más altas y mayor energía antes de la eyección de los abrasivos. Las presiones del agua son similares a las del WJC. Las distancias de separación son menores para reducir el efecto de la dispersión del fluido de corte, el cuál contiene partículas abrasivas en esta etapa. Las distancias de separación comunes están entre una cuarta parte y la mitad de las que se usan en el WJC.

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5.7 Maquinados con chorro de agua

En este método se utiliza la fuerza debida al cambio de la cantidad de movimientoDel chorro en operaciones de corte y desbarbado. El chorro funciona como una sierra y corta una ranura angosta en la pieza. Se pueden cortar materiales como madera, telas, ladrillos, cuero y papel de hasta 25 mm de espesor. Se usa para cortar tableros de instrumentación en automóviles, y algunas láminas de carrocería. Es una operación eficiente y limpia, y por eso se utiliza en la Industria de alimentos para cortar productos alimenticios.

Este procedimiento muestra numerosas ventajas. Es adecuado para materialesFlexibles (ya que no se producen flexiones) y las rebabas producidas son muy pequeñas. La Pieza se humedece muy poco y puede iniciarse el corte en cualquier lugar sin necesidad de un hueco pre taladrado. Por último, no produce calor, y es un proceso seguro para el Ambiente (aunque es muy ruidoso).

Si al chorro de agua se le agregan partículas abrasivas, se puede aumentarNotablemente la velocidad de remoción del material. Recordemos que un abrasivo es una Partícula dura, pequeña y no metálica que tiene aristas agudas y forma irregular. Este Procedimiento es adecuado en especial con los materiales sensibles al calor que no se Pueden maquinar con procesos que involucren generación de calor.

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FUENTES DE INFORMACIÓN1. B.H. Amstaed., Ostuan, M. Begenan;PROCESOS DE MANUFACTURA, S.I.Editorial. CECSA.2. Kazanas, Gleenn E. Baker, Tomas Gregor;PROCESOS BÁSICOS DE MANUFACTURA; H.C.3. MODERN PLASTICS;Enciclopedia;Editorial. MC Graw Hill4. Peter Thurnton, Vito Colangelo;CIENCIA DE MATERIALES PARA INGENIERIA5. M.H. Ramos Carpio, M.R. de María Ruiz;INGENIERIA DE MATERIALES PLÁSTICOS.6. H- Witteff, Brayan Rubén;PRODUCTOS QUÍMICOS ORGANICOS INDUSTRIALES;Editorial. Díaz de los Santos S.A.

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