Embed Size (px)
Citation preview
MATERIALES
• La manufactura es un mecanismo para la transformación de materiales en artículos útiles para la sociedad. También es considerada como la estructuración y organización de acciones que permiten a un sistema lograr una tarea determinada.
• Clasificación de los procesos de manufactura
• De manera general los procesos de manufactura se clasifican en cinco grupos:
MATERIALES
MATERIALES
Tomado de http://motor.terra.es/addon/img/motor/a82eb4materiales003p.jpg
Procesos que cambian la forma del material
Metalurgia extractiva Fundición Formado en frío y caliente Metalurgia de polvos Moldeo de plástico
Procesos que provocan desprendimiento de viruta por medio de máquinas
Métodos de maquinado convencional Métodos de maquinado especial
Procesos que cambian las superficies Con desprendimiento de viruta Por pulido Por recubrimiento
Procesos para el ensamblado de materiales Uniones permanentes Uniones temporales
Procesos para cambiar las propiedades físicas Temple de piezas Temple superficial
MATERIALESClasificación de los procesos de manufactura
• clasificación de los materiales • La manera más general de clasificación de
los materiales es la siguiente:• Metálicos • Ferrosos • No ferrosos • No metálicos • Orgánicos • Inorgánicos
MATERIALES
LOS MATERIALES METÁLICOS.Generalidades
Son aquellos que están compuestos básicamente por uno o más metales. También pueden contener otros materiales como el carbono.
• Los materiales metálicos cuyo componente principal es el hierro son llamados materiales ferrosos. Son ejemplos de estos el hierro y el acero.
• Los materiales metálicos obtenidos a partir de otros metales son llamados materiales no ferrosos.
Hierro Acero
Cinc Cobre
LOS MATERIALES METÁLICOS. Aleaciones
Una aleación es un material metálico que se obtiene al mezclar y fundida y dejar que solidifique una mezcla de un metal con otros materiales, casi siempre otros metales.
El producto resultante tiene características metálicas y alguna propiedad que no tenían los componentes por separado.
El latón, por ejemplo, es una mezcla de cobre y cinc y resulta más duro y con resistencia eléctrica.
Aleaciones Latón
LOS MATERIALES METÁLICOS. Formas comerciales
Formas comerciales más habituales de materiales metálicos son:
Largos: barras cuadradas o redondas y alambres.
Planos: superficies de diferentes espesores, las más finas se denominan chapas.
Perfiles: barras con formas especiales: en u, triangular, ...
Lingotes: bloques obtenidos al vaciar metal líquido en un molde.
Largos Planos Perfiles Lingotes
LOS MATERIALES METÁLICOS. Obtención
Los metales no suelen aparecer puros, sino combinados con otros elementos y formando minerales:
La Minería se encarga de extraer minerales metálicos o menas.
La Metalurgia trata de los metales elaborados y sus propiedades. ◦ Calcinación y tostación: es un proceso para obtener metales libres o puros
calentando las menas en hornos y eliminando los óxidos que se producen.◦ Electrolisis: es un proceso para obtener metales libres fundiendo el mineral,
introduciendo en la fundición dos electrodos y haciendo circular una corriente eléctrica de modo que el metal puro se deposita en un electrodo.
Minería Hornos de fundición electrolisis
EL HIERRO Y EL ACERO.La siderurgia
El proceso siderúrgico, a grandes rasgos, transcurre en las siguientes etapas.
1. Extracción del mineral
3. Calcinación
4. Separación de Escoria y arrabio
5. B) Transformación del arrabio en Hierro dulce o fundición de hierro
5. A) Transformación del arrabio en acero
2. Separación de menas y gangas
• Metales Ferrosos• Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal
componente es el hierro, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio.
• Los principales productos representantes de los materiales metálicos son:
• Fundición de hierro gris • Hierro maleable • Aceros • Fundición de hierro blanco
• Su temperatura de fusión va desde los 1360ºC hasta los 1425ªC y uno de sus principales problemas es la corrosión.
MATERIALES
EL HIERRO Y EL ACERO.El hierro dulce
Es hierro puro en un 99,9 % o más. Tiene pocas aplicaciones industriales y resulta muy difícil
de obtener. También se llama hierro forjado por que es muy dúctil y
maleable. Se emplea en trabajos de forja y para construir
electroimanes y transformadores eléctricos.
Trabajo en forja Electroimán Transformador
EL HIERRO Y EL ACERO.Los aceros
Los aceros son aleaciones de hierro y de carbono (entre el 0´03 y el 1´76 %) a las que se añaden otros materiales (manganeso, níquel, titanio, etc.) según las propiedades del tipo de acero que se desee lograr. Se aplican en muchos campos industriales. Hay dos tipos de aceros:◦ Aceros comunes. Hechos sólo con hierro y carbono. Son muy fáciles de soldar y poco
resistentes a la corrosión. Se emplean en estructuras, clavos, tornillos, herramientas, ...◦ Aceros aleados. Hechos con hierro, carbono y otros elementos.Muy resistentes a la
corrosión, al desgaste y a las altas temperaturas. Se emplean para fabricar instrumentos y piezas especiales.
Acero común Aceros aleados
EL HIERRO Y EL ACERO.Las fundiciones
Las fundiciones son aleaciones de hierro y carbono (entre el 1`76 y el 6´67 %) . Al tener más carbono resisten mejor la corrosión y los cambios de temperatura. Son fáciles de moldear y se emplean en la fabricación de piezas de gran tamaño. Se clasifican en:◦ Fundiciones ordinarias. Hechos sólo con hierro y carbono y alguna pequeña
parte de otro material. No se pueden trabajar en la forja.◦ Fundiciones aleadas. Hechos con hierro, carbono y otros elementos con los
cuales mejoran sus propiedades.
Fabricados con fundición
Metales no Ferrosos Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los
metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los materiales ferrosos pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado abatir considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años.
Los principales metales no ferrosos utilizados en la manufactura son: Aluminio Cobre Magnesio Níquel Plomo Titanio Zinc
Los metales no ferrosos son utilizados en la manufactura como elementos complementarios de los metales ferrosos, también son muy útiles como materiales puros o aleados los que por sus propiedades físicas y de ingeniería cubren determinadas exigencias o condiciones de trabajo, por ejemplo el bronce (cobre, plomo, estaño) y el latón (cobre zinc).
MATERIALES
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS
Los materiales no férricos son más caros y difíciles de obtener que los férricos, sin embargo presentan algunas propiedades que los hacen necesarios: son más difíciles de oxidar, conducen mejor la electricidad y el calor, funden a temperaturas más bajas, son más fáciles de mecanizar, etc. Se clasifican en:◦ Metales pesados. Su densidad es igual o mayor a 5 Kg./dm3. Entre ellos están el cobre, el
plomo, el cinc, el estaño, el níquel, el mercurio, el volframio, etc.◦ Metales ligeros. Su densidad es entre 2 y 5 Kg./dm3. Son ejemplos el aluminio y el titanio.◦ Metales ultraligeros. Con densidad menor de 2 . El magnesio es el más utilizado en la
industria.Metales pesados. zinc,
cobre, mercurio, volframio.
Metales ligeros. Aluminio y titanio.
Metales ultraligeros. Magnesio natural y
elaborado
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El cobre
El cobre es un metal de color rojo brillante, muy resistente a la corrosión, conduce bien el calor y la electricidad, es muy dúctil y maleable. Se obtiene de minerales como la cuprita, la calcopirita y la malaquita.
Se ha usado desde la antigüedad para hacer armas, adornos, monedas, etc. Hoy se usa en conductores eléctricos, alambiques, y conducciones de gas y agua, así como otros usos en construcción. Sus aleaciones principales son:◦ Los bronces. Aleaciones de cobre y estaño, tanto más duras cuanto más estaño
contienen.◦ Los latones. Aleaciones de cobre y cinc usadas para hacer canalizaciones, tornillos,
válvulas de gas y agua, bisagras, etc..
Minerales de cobre. Cuprita, calcopirita y
malaquita.
Bronce. Latones. Cobre.
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El aluminio
El aluminio es un metal de color plateado claro, es muy resistente a la oxidación, ligero, buen conductor del calor y la electricidad y fácil de mecanizar. Se obtiene de la bauxita.
Se emplea en aleaciones ligeras, tan resistentes como el acero y mucho menos pesadas. Con ellas se fabrican productos muy variados, desde latas de refrescos como fuselajes de aviones, ventanas, maquinaria, etc.
Bauxita.
Productos de aluminio.
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El estaño
El estaño es un metal de aspecto blanco brillante, muy resistente al aire, fácil de fundir y de trabajar. Es muy maleable en frío y en caliente se torna quebradizo. Se obtiene de la casiterita.
Se emplea, aleado con plomo o con plata, para soldadura blanda. También para recubrir el hierro, obteniendo hojalata, y para recubrir el cobre, pues al no ser tóxico puede usarse en instrumentos de alimentación.
Casiterita. Productos de estaño, hojalata y otras aleaciones.
MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El cinc
El cinc es un metal blando de color blanco azulado, resistente a la intemperie. Se obtiene de la blenda.
Se emplea en la fabricación de recipientes, canalones y planchas para cubiertas. También para recubrir planchas de hierro por dos procedimientos:◦ Cincado. Introduciendo las piezas de hierro en un baño de cinc fundido.◦ Galvanizado. Recubriendo las piezas de hierro por electrolisis.
Blenda. Nave de cincado.
Chapa de hierro galvanizado.
Materiales no Metálicos Materiales de origen orgánico Materiales de origen inorgánico Materiales orgánicos
Son así considerados cuando contienen células de vegetales o animales. Estos materiales pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o los tretracloruros, no se disuelven en el agua y no soportan altas temperaturas. Algunos de los representantes de este grupo son:
Plásticos Productos del petróleo Madera Papel Hule Piel
MATERIALES
• Materiales de origen inorgánico• Son todos aquellos que no proceden de células
animales o vegetal o relacionados con el carbón. Por lo regular se pueden disolver en el agua y en general resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas. Algunos de los materiales inorgánicos más utilizados en la manufactura son:
• Los minerales • El cemento • La cerámica • El vidrio • El grafito (carbón mineral)
MATERIALES
MATERIALES
Malla cúbica de cuerpo centrado
Malla cúbica de cara centrada
Malla hexagonal compacta
Todos los materiales están integrados por átomos los que se organizan de diferentes maneras, dependiendo del material que se trate y el estado en el que se encuentra
En el caso de los metales, cuando estos están en su estado sólido, sus átomos se alinean de manera regular en forma de mallas tridimensionales.
La malla cúbica de cuerpo de cuerpo centrado. Es la estructura que tiene el hierro a temperatura ambiente, se conoce como hierro alfa. Tiene átomos en cada uno de los vértices del cubo que integra a su estructura y un átomo en el centro. También se encuentran con esta estructura el cromo, el molibdeno y el tungsteno.
MATERIALES
• La malla cúbica de cara centrada aparece en el hierro cuando su temperatura se eleva a aproximadamente a 910ºC, se conoce como hierro gamma. Tiene átomos en los vértices y en cada una de sus caras, su cambio es notado además de por los rayos X por la modificación de sus propiedades eléctricas, por la absorción de calor y por las distancias intermoleculares. A temperatura elevada el aluminio, la plata, el cobre, el oro, el níquel, el plomo y el platino son algunos de los metales que tienen esta estructura de malla.
MATERIALES
• La malla hexagonal compacta se encuentra en metales como el berilio, cadmio, magnesio, y titanio. Es una estructura que no permite la maleabilidad y la ductilidad, es frágil. Modificar a una malla de un metal permite la participación de más átomos en una sola molécula, estos átomos pueden ser de un material aleado como el carbón en el caso del hierro, lo que implica que se puede diluir más carbón en un átomo de hierro
MATERIALES
Algunas de las aleaciones más utilizadas en los procesos de manufactura son:
Latón rojo o amarillo (cobre zinc) Bronce (cobre, estaño, zinc, plomo) Aluminio, cobre, magnesio, silicio y zinc Hierro, carbón, cobalto, tungsteno, vanadio,
etc. Cobre, oro, plata
MATERIALES
• hierros y aceros • De acuerdo al diagrama de hierro, hierro, carbono
el hierro puede aceptar determinadas cantidades de carbón diluidas, estas cantidades nunca son superiores al 4%. En los casos en los que se rebasa el 4% de carbón el hierro es de muy baja calidad.
• Los hierros más utilizados en los procesos de manufactura son los siguientes:
• Hierro dulce C < 0.01• Aceros C entre 0.1 y 0.2 %• Hierro fundido C > 2.0% pero < 4.0%
MATERIALES
• Algunos ejemplos de los materiales producidos con los diferentes hierros:
• Fierro "puro". Por lo regular es utilizado para la generación de aleaciones especiales.
• Hierro forjado. Lámina negra o material para la formación de objetos por medio de laminado o forja.
• Acero. Materiales con requerimientos especiales de resistencia a la tracción, fricción y tenacidad.
• Hierro fundido. Artículos sin gran calidad pero con gran dureza y muy frágiles.
MATERIALES
LOS MATERIALES METÁLICOS. Propiedades
Los materiales metálicos: conducen bien el calor y la electricidad. Su aspecto presenta un cierto brillo. A temperatura ambiente suelen ser sólidos, excepto el
mercurio. Funden a la temperatura que llamamos punto de fusión. Son maleables y dúctiles. Los que más el oro, la plata y el
cobre.
Conductores Se funden Mercurio Oro nativo Plata nativa Cobre
• propiedades de los metales • Las principales propiedades de los materiales incluyen
densidad, presión de vapor, expansión térmica, conductividad térmica, propiedades eléctricas y magnéticas, así como las propiedades de ingeniería.
• En los procesos de manufactura son de gran importancia las propiedades de ingeniería, de las que destacan las siguientes:
• Resistencia a la tensión • Resistencia a la compresión • Resistencia a la torsión • Ductilidad • Prueba al impacto o de durabilidad • Dureza
MATERIALES
La tensión es una fuerza que tira; por ejemplo, la fuerza
que actúa sobre un cable que sostiene un peso. Bajo tensión, un material suele estirarse, y recupera su longitud original si la fuerza no supera el límite elástico del material (véase Elasticidad). Bajo tensiones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original, y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material.
La compresión es una presión que tiende a causar una
reducción de volumen. Cuando se somete un material a una fuerza de flexión, cizalladura o torsión, actúan simultáneamente fuerzas de tensión y de compresión. Por ejemplo, cuando se flexiona una varilla, uno de sus lados se estira y el otro se comprime.
La plastodeformación es una deformación permanente gradual causada por
una fuerza continuada sobre un material. Los materiales sometidos a altas temperaturas son especialmente vulnerables a esta deformación. La pérdida de presión gradual de las tuercas, la combadura de cables tendidos sobre distancias largas o la deformación de los componentes de máquinas y motores son ejemplos visibles de plastodeformación. En muchos casos, esta deformación lenta cesa porque la fuerza que la produce desaparece a causa de la propia deformación. Cuando la plastodeformación se prolonga durante mucho tiempo, el material acaba rompiéndose.
La fatiga puede definirse como una fractura progresiva. Se produce
cuando una pieza mecánica está sometida a un esfuerzo repetido o cíclico, por ejemplo una vibración. Aunque el esfuerzo máximo nunca supere el límite elástico, el material puede romperse incluso después de poco tiempo. En algunos metales, como las aleaciones de titanio, puede evitarse la fatiga manteniendo la fuerza cíclica por debajo de un nivel determinado. En la fatiga no se observa ninguna deformación aparente, pero se desarrollan pequeñas grietas localizadas que se propagan por el material hasta que la superficie eficaz que queda no puede aguantar el esfuerzo máximo de la fuerza cíclica. El conocimiento del esfuerzo de tensión, los límites elásticos y la resistencia de los materiales a la plastodeformación y la fatiga son extremadamente importantes en ingeniería.
MATERIALES
MATERIALES
Deformaciones derivadas de fuerzas externas
MATERIALES
Resistencia a la tensión
MATERIALES
Resistencia a la compresión
MATERIALES
Resistencia a la torsión
MATERIALES
Ductilidad
MATERIALES
Prueba al impacto o de durabilidad
• Resistencia a la tensión• Se determina por el estirado de los dos extremos de
una probeta con dimensiones perfectamente determinadas y con marcas previamente hechas.
• Al aplicar fuerza en los dos extremos se mide la deformación relacionándola con la fuerza aplicada hasta que la probeta rebasa su límite de deformación elástica y se deforma permanentemente o se rompe.
• Los resultados de las pruebas de resistencia a la tensión se plasman en series de curvas que describen el comportamiento de los materiales al ser estirados.
MATERIALES
• Varias de las características de ingeniería se proporcionan con relación a la resistencia a la tensión. Así en algunas ocasiones se tienen referencias como las siguientes:
• La resistencia al corte de un material es generalmente el 50% del esfuerzo a la tensión.
• La resistencia a la torsión es alrededor del 75% de la resistencia a la tensión.
• La resistencia a la compresión de materiales relativamente frágiles es de tres o cuatro veces la resistencia a la tensión.
MATERIALES
• Dureza• Por lo regular se obtiene por medio del método
denominado resistencia a la penetración, la cual consiste en medir la marca producida por un penetrador con características perfectamente definidas y una carga también definida; entre más profunda es la marca generada por el penetrador de menor dureza es el material.
• Existen varias escalas de dureza, estas dependen del tipo de penetradores que se utilizan y las normas que se apliquen. Las principales pruebas de dureza son Rockwell, Brinell y Vickers.
MATERIALES
clasificación de los aceros Con el fin de estandarizar la composición de los diferentes tipos de aceros
que hay en el mercado la Society of Automotive Engineers (SAE) y el American Iron and Steel Institute (AISI) han establecido métodos para identificar los diferentes tipos de acero que se fabrican. Ambos sistemas son similares para la clasificación.
En ambos sistemas se utilizan cuatro o cinco dígitos para designar al tipo de acero. En el sistema AISI también se indica el proceso de producción con una letra antes del número.
Primer dígito. Es un número con el que se indica el elemento predominante de aleación. 1= carbón, 2= níquel, 3=níquel cromo, 4=molibdeno, 5=cromo, 6=cromo vanadio, 8=triple aleación, 9 silicio magnesio.
El segundo dígito. Es un número que indica el porcentaje aproximado en peso del elemento de aleación, señalado en el primer dígito. Por ejemplo un acero 2540, indica que tiene aleación de níquel y que esta es del 5%.
Los dígitos 3 y 4. Indican el contenido promedio de carbono en centésimas, así en el ejemplo anterior se tendría que un acero 2540 es un acero con 5% de níquel y .4% de carbón.
MATERIALES
• Cuando en las clasificaciones se tiene una letra al principio esta indica el proceso que se utilizó para elaborar el acero, siendo los prefijo los siguientes:
• A = Acero básico de hogar abierto • B = Acero ácido de Bessemer al carbono • C= Acero básico de convertidos de oxígeno • D = Acero ácido al carbono de hogar abierto • E = Acero de horno eléctrico • A10XXX• A= Proceso de fabricación • 10 = Tipo de acero • X = % de la aleación del tipo de acero • X X= % de contenido de carbono en centésimas.
MATERIALES
El tratamiento térmico es la operación de calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil.
MATERIALES
EL TRATAMIENTO TÉRMICO
• endurecimiento del acero • El proceso de endurecimiento del acero
consiste en el calentamiento del metal de manera uniforme a la temperatura correcta (ver figura de temperaturas para endurecido de metales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámara refrigerada. El endurecimiento produce una estructura granular fina que aumenta la resistencia a la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad.
MATERIALES
• El acero al carbono para herramientas se puede endurecer al calentarse hasta su temperatura crítica, la cual se adquiere aproximadamente entre los 1450 °F y 1525 °F (790 a 830 °C) lo cual se identifica cuando el metal adquiere el color rojo cereza brillante. Cuando se calienta el acero la perlita se combina con la ferrita, lo que produce una estructura de grano fino llamada austenita. Cuando se enfría la austenita de manera brusca con agua, aceite o aire, se transforma en martensita, material que es muy duro y frágil.
MATERIALES
• temple (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.
MATERIALES
Color Grados F Grados C Tipos de aceros
Paja claro 430 220 Herramientas como brocas, machuelos
Paja mediano 460 240 Punzones dados y fresas
Paja obscuro 490 255 Cizallas y martillos
Morado 520 270 Árboles y cinceles para madera
Azul obscuro 570 300 Cuchillos y cinceles para acero
Azul claro 600 320 Destornilladores y resortes
MATERIALESTABLA DE TEMPERATURAS PARA TEMPLAR ACERO ENDURECIDO
• recocido • Cuando se tiene que maquinar a un acero
endurecido, por lo regular hay que recocerlo o ablandarlo. El recocido es un proceso para reducir los esfuerzos internos y ablandar el acero. El proceso consiste en calentar al acero por arriba de su temperatura crítica y dejarlo enfriar con lentitud en el horno cerrado o envuelto en ceniza, cal, asbesto o vermiculita.
MATERIALES
• cementado • Consiste en el endurecimiento de la superficie
externa del acero al bajo carbono, quedando el núcleo blando y dúctil. Como el carbono es el que genera la dureza en los aceros en el método de cementado se tiene la posibilidad de aumentar la cantidad de carbono en los aceros de bajo contenido de carbono antes de ser endurecido. El carbono se agrega al calentar al acero a su temperatura crítica mientras se encuentra en contacto con un material carbonoso. Los tres métodos de cementación más comunes son: empacado para carburación, baño líquido y gas.
MATERIALES
Herramientas y procesos de
manufactura
• Clasificación de las herramientas de corte • Las herramientas se pueden clasificar de
diferentes maneras, las más comunes responden a el número de filos, el material del que están fabricadas, al tipo de movimiento que efectúa la herramienta, al tipo de viruta generada o al tipo de máquina en la que se utiliza. A continuación se presenta un ejemplo de algunas herramientas y como pueden ser agrupadas para su clasificación.
MATERIALES
DE ACUERSO AL NÚMERO DE FILOS
a. De un filo, commo los buriles de corte de los tornos o cepillos. Ver http://www.micromex.com.mx/princip.htm b. De doble filo en hélice, como las brocas utilizadas para los taladros. Ver http://www.micromex.com.mx/catacar1.htmc. De filos múltiples, como las fresas o las seguetasindefinidos (esmeril)
DE ACUERDO AL TIPO DE MATERIAL CON QUE ESTÁN FABRICADAS
WS. Acero de herramientas no aleado. 1.5% de contenido de carbón. Soportan sin deformación o pérdida de filo . También se les conoce como acero al carbono.SS. Aceros de herramienta aleados con wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Soporta hasta . También se les conoce como aceros rápidos.HS. Metales duros aleados con cobalto, carburo de carbono, tungsteno, wolframio y molibdeno. Son pequeñas plaquitas que se unen a metales corrientes para que los soporten. Soportan hasta .Diamante. Material natural que soporta hasta . Se utiliza como punta de algunas barrenas o como polvo abrasivo.Materiales cerámicos. Se aplica en herramientas de arcilla que soportan hasta . Por lo regular se utilizan para terminados. Ver http://www.micromex.com.mx/catacar3.htm#T000
MATERIALES
POR EL TIPO DE MOVIMIENTO DE CORTE
1. Fijo. La herramienta se encuentra fija mientras el material a trabajar se incrusta debido a su movimiento. Por ejemplo los tornos, en los que la pieza gira y la herramienta está relativamente fija desprendiendo viruta.
2. Contra el material. La herramienta se mueve en contra del material, mientras este se encuentra relativamente fijo, como en los cepillos.
3. En contra dirección. La herramienta y el material se mueven un en contra una del otro, como en el esmerilado sobre torno.
POR EL TIPO DE VIRUTA QUE GENERA
1. Viruta continua, en forma de espiral. 2. En forma de coma. 3. Polvo sin forma definida.
POR EL TIPO DE MÁQUINA EN UTILIZA
1. Torno 2. Taladro 3. Fresa 4. Cepillo 5. Broca
MATERIALES
FABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 1.
TRAZADO. Antes de fabricar una pieza hay que trazarla o dibujarla, con las medidas del croquis, sobre el material de partida.Se traza tratando de aprovechar el material disponible lo mejor posible. Para
piezas pequeñas se usarán retales. Las piezas grandes se dibujan lo más cerca posible de los bordes para no desaprovechar mucho material.
Se traza con exactitud para fabricar la pieza correctamente.Se emplean útiles de dibujo sobre metal como la escuadra, la punta de trazar, la
regla y el compás de puntas
Útiles de trazado sobre metales: compás, escuadra de 90º, escuadra de 120º, punta, regla metálica.
FABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 2.
CORTE. El corte de piezas metálicas se realiza con diferentes herramientas, cada una de las cuales tiene su modo de uso.Tijera de chapa. Sirve para cortar chapas finas de latón u hojalata.Alicates. Empleados para cortar alambres no muy gruesos. Hay de diferentes tipos
según sea la forma de la punta: universales, de corte, planos, redondos, de punta curva, etc.
Tijera para chapa. Alicates: de corte, universal, de punta curva, de punta redonda y de punta plana.
FABRICACIÓN CON METALES. Trazado y corte 3
ASERRADO. El aserrado se realiza sobre alambres gruesos, varillas, chapas gruesas, tubos, perfiles, etc. Se emplea la sierra de arco cuyas hojas son intercambiables. Cuanto más duro es el metal a cortar tanto más finos deben ser los dientes de la hoja que se emplee.
1º Se elige la hoja de sierra adecuada.
2º Se sujeta la pieza fuertemente.
3º Se sierra haciendo presión al avanzar y levantando al retroceder, haciendo movimientos largos y manteniendo la sierra perpendicular.
4º Para cortar chapas se colocan entre dos piezas de madera, que se cortarán a la vez que la chapa, para evitar que ésta se doble.
Para el aserrado se procede del siguiente modo:
FABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque de viruta 1.
DEFORMACIÓN. El trabajo por deformación se realiza con las herramientas y las técnicas adecuadas al material que se esté trabajando. El trabajo con chapa exige siempre el uso de guantes para evitar cortarse. Muchos alambres se pueden doblar con las manos, sin embargo los doblados de cierta precisión otros deben hacerse con alicates. el uso de alicates.
Si la chapa no es muy gruesa y se quiere doblar en ángulo diedro podemos apoyarnos en el borde de la mesa de trabajo.
Si se pretende que la pieza se doble en forma de u, redonda, o de otra forma particular debe usarse un molde
Si la chapa es gruesa y se desea doblar en ángulo diedro debe usarse un tornillo de banco para sujetar, un taco para amortiguar el golpe y un martillo para golpear.
Para doblar chapas gruesas con formas especiales deben usarse los moldes sujetos al tornillo de banco.
FABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque de viruta 2.
TALADRADO
Si la pieza a taladrar es fina puede hacerse con un punzón y un martillo
Si la pieza es de grosor considerable será necesaria la taladradora eléctrica con broca para metales. Para evitar que la broca se desplace al iniciar el taladro se marcará el centro con un granete.
Para hacer taladros perfectamente rectos e usan soportes verticales para la taladradora o bien taladradoras de columna.
FABRICACIÓN CON METALES. Deformación y arranque de viruta 3.
LIMADO. Es la técnica que se emplea para rematar los cortes de las sierras, eliminar las rebabas, redondear cantos, aplanar o curvar superficies. Se realiza con limas.
Las limas son herramientas de acero templado con estrías en su superficie.Las limas son de formas muy variadas: planas, redondas, triangulares, cuadradas, etc.Según la finura del trabajo a realizar las limas pueden tener el grano mayor o menor, dando lugar a limas finas, medias y bastas.
FABRICACIÓN CON METALES. Uniones y acabados 1.
UNIONES FIJAS.
Remaches. Se usan para unir superficies de poco espesor. Son piezas fabricadas con materiales blandos y tenaces.
Soldadura blanda. Es la unión realizada con estaño fundido. Se puede unir piezas de cobre, latón u hojalata, pero no de aluminio
Pegado. Hay muchos tipos de pegamentos, entre ellos está el termofusible realizado mediante barras aplicada con una pistola que las funde
FABRICACIÓN CON METALES. Uniones y acabados 2.
UNIONES DESMONTABLES.
Tornillos y tuercas. Los hay con infinidad de formas y tamaños. A veces se usan con ellos arandelas que consiguen que la unión es más robusta.
Pasadores. Son piezas de metal que fijan las piezas en las que se colocan atravesados. Los hay de aletas, cónicos o bulones y planos o chavetas.
ACABADOS. Se usan para proteger de la humedad y de la consiguiente corrosión. La aplicación de barnices o pinturas requiere el alisado previo de la superficie.
FABRICACIÓN CON METALES. Uniones y acabados 3.
LAS LLAVES FIJAS.
Las llaves fijas. Son herramientas que se emplean para apretar y aflojar tornillos y tuercas. Están formadas por un mango y una o dos bocas. Sus formas dependen del uso para el que vayan a ser empleadas. Algunos tipos son:
Llave en codo Llave en cruzLlave fija Llaves allen
Llaves torx Llave en estrella Llave de tubo
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Por deformación 1.
Plegado. Se realiza en frío con máquinas plegadoras para obtener chapas onduladas y algunos perfiles metálicos.
Embutición. Se realiza con embutidoras que son prensas con las que, mediante un punzón o troquel, se da forma cóncava o hueca a una chapa gruesa .
Estampación. Se realiza en frío dando forma a la pieza presionándola entre dos moldes llamados estampas.
Forja. Se realiza en caliente dando forma a las piezas mediante golpes con mazas y martillos.
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Por deformación 2.
Trefilado. Se usa para obtener alambres y cables pasando un metal por orificios cada vez más estrechos en unas máquinas llamadas hileras.
Laminación. Se usa para obtener perfiles redondos , cuadrados o de otras formas pasando el material en caliente por dos rodillos con la forma adecuada. Los rodillos presionan y arrastran la barra de metal.
Extrusión. Se realiza empujando una masa plástica a través de una abertura que tiene una forma establecida. Así se logran barras y perfiles de una forma similar al modo usado para hacer churros.
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Por moldeo.
En el moldeo se calienta el material hasta fundirlo para verterlo después en un molde que tiene la forma y el tamaño de la pieza que se desea fabricar.El moldeo industrial logra temperaturas tan altas como para moldear piezas de acero y otros metales, cosa que no se puede lograr en el moldeo artesanal.
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Corte mecánico.
Volver al índice
El corte por procedimientos mecánicos presenta dos variantes:
Por chorro de agua que usa un finísimo chorro de agua proyectado a una presión muy elevada. Se usa en alimentos congelados y chapas muy finas.
Serrado que se lleva a cabo con sierras de cinta o de disco accionadas por máquinas especiales.
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Corte térmico.
El corte por procedimientos térmicos presenta tres variantes:
Oxicorte se realiza con un soplete en el que se queman un gas combustible y un chorro de oxígeno.
Láser emplea un haz de luz muy concentrada logrando cortes finísimos y de gran precisión en cualquier material.
Por arco emplea el calor producido por una corriente eléctrica muy elevada.
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES. Mecanizado.
Los procesos con arranque de virutas también se llaman mecanizado podemos encontrarnos con los siguientes procesos:
Taladrado es la realización de orificios mediante la taladradora
Fresado mediante una fresadora se desplaza el material horizontalmente mientras la herramienta que lo corta gira.
Torneado realiza piezas cilíndricas o cónicas mediante un torno que trabaja de modo similar a la fresadora
Lijado se realiza con una lijadora que arranca partículas muy pequeñas de material logrando alisar así su superficie
Rectificado es un acabado y pulido que se realiza en la rectificadora mediante un disco abrasivo llamado muela
Buril: Útiles para el torno Conocidos como buriles o cuchillas de corte,
los que pueden estar ubicados en torres, puentes de sujeción o fijadores múltiples. También pueden estar fabricadas de un material barato y tener una pastilla de material de alta calidad.
MATERIALES
Los buriles se pueden clasificar de acuerdo a su uso, los principale son:
Útiles de desbaste: rectos: derechos e izquierdos curvos: derechos y curvos Útiles de afinado: puntiagudos cuadrados
MATERIALES
Útiles de corte lateral derechos izquierdos Útiles de forma corte o tronzado forma curva roscar desbaste interior
MATERIALES
1915 Aceros rápidos 36 m/min.1932 Carburos 120 m/min.1968 Carburos recubiertos 180 m/min.1980 Cerámica 300 m/min.1990 Diamante 530 m/in
Producción de la Herramienta de Corte (Útil de Corte). La producción con herramientas de corte se halla en constante evolución, y esta se puede apreciar por el análisis de las velocidades de corte alcanzadas para un material en el transcurso del tiempo.
MATERIALESNorma. ISO.Descripción401 Herramienta de cilindrada recta.402 Herramienta de cilindrar acodada.403 Herramienta de refrentar en ángulo.404 Herramienta de ranurar.406 Herramienta de refrentar de costado.407 Herramienta de tronzar.408 Herramienta de cilindrar interiormente.409 Herramienta de refrentar en ángulo interior.451 Herramienta de corte en punta.452 Herramienta de filetear.453 Herramienta de filetear interiormente.454 Herramienta de cajear interiormente.
MATERIALES
Nombre Temperatura Observaciones
Acero al carbono 300° C Prácticamente ya no se usa.
Acero alta velocidad 700° C HSS-Acero rápido.
Stelita 900° C Aleación. Prácticamente ya no se usa
Carburos Metálicos 1000° C HM-Aglomerados y no aglomerados
Cermet 1300° C Base de TiC, TiCN, TiN
Cerámicas 1500° C Al2O3 o Si3N4
Cerámicas mezcladas 1500° C Al2O3 + ZrO3
CBN 2000° C TiN/TaN/CBN (Nitruro cúbico de boro)
Diamante 800° C PCD Polycrystaline Diamond
Materiales de Construcción de Útil de Corte
MATERIALES
MATERIALES
MATERIALES
MATERIALES
• Materiales para herramientas de corte• Los materiales duros se han usado para
cortar o deformar otros metales durante miles de años. Si embargo, en los últimos 150 años se han inventado o desarrollado mejores materiales. Por lo general, a medida de que se descubrieron mejores materiales, se construyeron máquinas herramientas más grandes y potentes con las que se pudo producir piezas con mayor rapidez y economía.
MATERIALES
1. Aceros al alto carbón Los aceros al alto carbón o carbono, se han
usado desde hace mucho tiempo y se siguen usando para operaciones de maquinado de baja velocidad o para algunas herramientas de corte para madera y plásticos. Son relativamente baratos y de fácil tratamiento térmico, pero no resisten usos rudos o temperaturas mayores de 350 a 400 °C . Con acero al alto carbono se hacen machuelos, terrajas, rimas de mano y otras herramientas semejantes.
MATERIALES
Los aceros de esta categoría se endurecen calentándolos arriba de la temperatura crítica, enfriándolos en agua o aceite, y templándolos según se necesite. Cuando se templan a 325 °F la dureza puede llegar hasta 62-65 Rockwell C. Las herramientas de corte de acero al alto carbón se nitruran con frecuencia a temperaturas que van de 930 a 1000 °F (500-540 °C) para aumentar la resistencia al desgaste de las superficies de corte, y reducir su deterioro.
Nótese que las herramientas de corte de acero al alto carbón endurecido deben mantenerse frías mientras se afilan. Si aparece un color azul en la parte que se afila, es probable que se haya reblandecido la herramienta y el filo no soporte la fuerza que se genera en el corte.
MATERIALES
• 2. Acero de alta velocidad• La adición de grandes cantidades de Tungsteno hasta
del 18%, a los aceros al carbono les permite conservar su dureza a mayores temperaturas que los aceros simples al carbón, a estos aceros con aleación de menor del 20% de Tungsteno se les conoce como aceros de alta velocidad. Estas herramientas mantienen su filo a temperaturas hasta de 1000 a 1100 °F (540-590°C), lo que permite duplicar, en algunos casos, su velocidad de corte. También aumentan la duración y los tiempos de afilado, con todas estas ventajas se logró el desarrollo de máquinas herramientas más poderosas y rápidas, lo que generó mayor productividad.
MATERIALES
• El acero Básico 1841 (T-1) contiene el 10.5% de tungsteno, 4.1% de cromo, 1.1% de vanadio, de 0.7 a 0.8 % de carbono, 0.3 % de manganeso, 0.3% de silicio y el resto de hierro. Se han desarrollado variantes de esta aleación, las cuales tienen cobalto y de 0.7 a 0.8 % de molibdeno. Al aumentar el contenido de vanadio al 5%, se mejora la resistencia al desgaste. Los aceros de afta velocidad al tungsteno tienen hasta 12%, 10% de cobalto, en ese caso se llaman aceros de super alta velocidad o aceros de alta velocidad al cobalto, porque aumenta la resistencia al calor..
MATERIALES
• Los aceros de alta velocidad al molibdeno contienen tan solo de 1.5 a 6.5 % de tungsteno, pero tienen de 8 a 9 % de molibdeno, 4 % de cromo y 1.1 % de vanadio, junto con 0.3% de silicio e igual cantidad de manganeso, y 0.8% de carbón. Los aceros de alta velocidad al molibdeno - tungsteno, que también se conocen como aceros 55-2, 86-3 y 66-4, contienen aproximadamente 6 % de molibdeno, 6 % de tungsteno y vanadio en proporciones que van del 2 al 4 %, aproximadamente.
• Los aceros de alta velocidad se usan para herramientas de corte de aplicación a materiales tanto metálicos como no metálicos.
MATERIALES
Aleaciones coladas El término aleación colada o fundida se refiere
a materiales constituidos por un 50% de cobalto, 30% de cromo, 18% de tungsteno y 2% de carbono. Las proporciones de esos metales no ferrosos varía, pero el cobalto es el material dominante y las herramientas hechas de estas aleaciones, con frecuencia se les llama "Stellite", permanecen duras hasta 1500 °F. Su dureza aproximada es 60 a 62 Rockwell C. Esta herramientas se funden y moldean a su forma.
MATERIALES
• Por su capacidad de resistir calor y abrasión, las aleaciones coladas se usan para ciertas partes de motores y turbinas de gas, y para herramientas de corte. También son muy resistentes a la corrosión y permanecen tenaces hasta 1500 °F (815 °C), pero son más frágiles que los aceros de afta velocidad. También se les conoce como herramientas de carburo sintetizado, son capaces de trabajar a velocidades de corte hasta tres veces las del acero de alta velocidad.
MATERIALES
Herramientas de cerámica Las herramientas de cerámica para corte se fabrican
con polvo de óxido de aluminio, compactado y sintetizado en formas de insertos triangulares, cuadrados o rectangulares. Se pueden sintetizar sin aglomerante o con pequeñas cantidades de algún vidrio. Se han estado usando durante tan solo de 30 a 35 años y no se pueden emplear con eficacia en máquinas herramientas de baja potencia. Se necesitan máquinas muy rígidas y de gran potencia para aprovechar la resistencia al calor dureza de estos materiales.
MATERIALES
• Las herramientas de cerámica son muy duras, y son químicamente Inertes, pero son más frágiles o quebradizas que los carburos u otros materiales. Los Insertos de cerámica para herramienta se pueden fabricar con los métodos de prensado en frío o prensado en caliente, las herramientas prensadas en frío se compactan a una presión de 40,000 a 50,000 psi y a continuación se sintetizan a temperaturas de 2000 a 3000 °F (1,100 a 1,650 °C).
MATERIALES
• Ángulos, filos y fuerzas • El corte de los metales se logra por medio de
herramientas con la forma adecuada. Una herramienta sin los filos o ángulos bien seleccionados ocasionará gastos excesivos y pérdida de tiempo.
• En casi todas las herramientas de corte existen de manera definida: superficies, ángulos y filos.
• Las superficies de los útiles de las herramientas son:• Superficie de ataque. Parte por la que la viruta sale de
la herramienta.• Superficie de incidencia. Es la cara del útil que se
dirige en contra de la superficie de corte de la pieza.
MATERIALES
MATERIALES
MATERIALES
MATERIALES
