La importancia de
la estructura cristalina de los metales en los procesos mecánicos industriales
The importance of the crystalline structure of metals in industrial mechanical
processes
A importância da estrutura
cristalina dos metais nos processos
mecânicos industriais
Juan
Gabriel Ballesteros-López IV jballesteros.istmnv@gmail.com https://orcid.org/0000-0003-1759-512X
Correspondencia: jsolis.istmnv@gmail.com
Ciencias Técnicas y Aplicadas
Artículos de investigación
*Recibido: 16
de julio de 2021 *Aceptado: 30 de agosto
de 2021 * Publicado: 30 de septiembre
de 2021
I.
Maestría en
Ingeniería Mecánica Mención Sistemas de Transporte.
II.
Ingeniero Automotriz.
Investigador Independiente.
III.
Ingeniera Electrónica
en Control y Redes Industriales
IV.
Magíster en seguridad
industrial mención prevención de riesgos y salud ocupacional
Resumen
La evolución del hombre esta entrelaza con los metales, debido a que la
humanidad se desarrolló a través de eras reflejadas en la edad de piedra, edad
de bronce, edad del acero y la edad de los superligeros.
Es así que, la formación de nuevos materiales provenientes de la combinación de
metales naturales ha permitido desarrollar nuevas tecnologías, que permiten la
construcción de innumerables maquinarias y equipos. Esto es gracias a los
diversos fenómenos que ocurren, producto del acomodamiento atómico dentro de
las estructuras, lo que permite arrojar diferentes propiedades de los metales.
En consecuencia, estas estructuras cristalinas permitirán variar los parámetros
de muchos procesos de conformado de los metales. Por lo tanto, el objetivo
general de esta investigación es analizar la importancia de la estructura
cristalina de los metales en los procesos mecánicos industriales. La
metodología empleada se basó en un diseño bibliográfico de tipo documental. En
conclusión, los metales poseen diversas estructura cristalinas que condicionan
los procesos de conformado, debido a que dichas estructuras tienen un
acomodamiento atómico que pueden dar mayor resistencia, como la estructura BCC
o HCP, lo que condiciona el trabajo en función de la temperatura; materiales de
mayor resistencia deben ser calentados para que se pueda producir más
fácilmente la deformación del metal, gracias a la condición alotrópica del
mismo; los metales con estructura atómica FCC se trabaja en frio porque su
acomodamiento atómico brinda una menor resistencia, es decir una mayor
ductilidad del metal.
Palabras claves: Átomos; estructura; cristales; conformado; resistencia; ductilidad.
Abstract
The evolution of man
is intertwined with metals, because humanity developed through eras reflected
in the stone age, bronze age, age of steel and the age of superlight. Thus, the
formation of new materials from the combination of natural metals has allowed
the development of new technologies, which allow the construction of
innumerable machinery and equipment. This is thanks to the various phenomena
that occur, a product of the atomic accommodation within the structures, which
allows different properties of metals to be cast. Consequently, these
crystalline structures will allow the parameters of many metal shaping
processes to be varied. Therefore, the general objective of this research is to
analyze the importance of the crystalline structure of metals in industrial
mechanical processes. The methodology used was based on a bibliographic design
of the documentary type. In conclusion, metals have various crystalline
structures that condition the shaping processes, due to the fact that these
structures have an atomic arrangement that can give greater resistance, such as
the BCC or HCP structure, which conditions the work depending on the
temperature; Materials of greater resistance must be heated so that the
deformation of the metal can more easily occur, thanks to its allotropic
condition; Metals with an atomic structure FCC are worked cold because their
atomic accommodation provides less resistance, that is, greater ductility of
the metal.
Keywords: Atoms; structure; crystals; conformed; endurance;
ductility.
Resumo
A evolução
do homem se confunde com os
metais, pois a humanidade se desenvolveu através de eras refletidas na idade da pedra,
idade do bronze, idade do aço e idade da superluz. Assim, a formação de novos materiais a partir da combinação de metais naturais tem permitido o desenvolvimento de novas tecnologias,
que permitem a construção
de inúmeras máquinas e equipamentos. Isso se deve aos
diversos fenômenos que ocorrem,
produto da acomodação atômica dentro das estruturas,
que permite a fundição de diferentes propriedades dos metais. Consequentemente, essas estruturas cristalinas permitirão
que os parâmetros de muitos
processos de modelagem de
metal sejam variados. Portanto,
o objetivo geral desta pesquisa é analisar a importância da estrutura
cristalina dos metais nos processos
mecânicos industriais. A metodologia utilizada baseou-se num desenho bibliográfico do tipo
documental. Em conclusão,
os metais possuem
diferentes estruturas cristalinas que condicionam os processos de conformação, devido ao fato de essas estruturas possuírem uma acomodação atômica que pode dar maior resistência, como a estrutura BCC
ou HCP, que condiciona o trabalho
em função da temperatura; Materiais de maior resistência devem ser aquecidos para que a deformação
do metal possa ocorrer mais facilmente, graças à sua condição
alotrópica; Metais com estrutura atômica FCC são trabalhados a frio porque sua acomodação atômica proporciona menor resistência,
ou seja, maior ductilidade do metal.
Palavras-chave: Atoms; estrutura;
cristais; conformado; resistência;
ductilidade.
Introducción
Los materiales, en
especial los metales, han estado entrelazados con el desarrollo de la
humanidad, tanto así que el hombre a evolucionado a
través de eras reflejadas en la edad de piedra, edad de bronce, edad del acero
y la edad de las superaleaciones. En este sentido, la
curiosidad permitió crear constantemente innovaciones en materiales, lo que
permitió solventar las necesidades más básicas y complicadas de la sociedad.
Según Callister (2005)
El hombre primitivo
sólo tuvo acceso a un número muy limitado de materiales, que encontró en la
naturaleza: piedras, madera, arcilla, cuero y pocos más. Con el transcurso del
tiempo, el hombre descubrió técnicas para producir materiales con propiedades
superiores a los de los naturales; entre estos nuevos materiales se encontraban
la cerámica y algunos metales. Además, se descubrió que las propiedades de un
material se podrían modificar por tratamiento térmico o por adición de otras
sustancias. (pág. 2)
La formación de nuevos
materiales provenientes de la combinación de metales naturales ha permitido
desarrollar nuevas tecnologías. Esto proviene a consecuencia de la era de
bronce, cuando el hombre paso de desarrollar sus actividades a través de la
piedra y madera a convertir dos elementos naturales como el Cobre y el Estaño
en materiales que utilizaba para la cocción de los alimentos, para el
desarrollo de la agricultura y construcción, para la ampliación de herramientas
para la pesca, caza y protección. Asimismo, llego la era del Acero en la
revolución industrial, donde el hierro era combinado con el carbono más otros
elementos para formar uno de los principales materiales que todavía en la
actualidad tiene protagonismo. El acero es utilizado en grandes proporciones para
la construcción de edificaciones, maquinaria pesada, automóviles, barcos y
aeronaves. En estos tiempos que domina la globalización, son los materiales superlivianos que prevalecen por su bajo peso, resistencia
eléctrica, térmica y mecánica, donde destacan el aluminio, las superaleaciones cromo-cobalto, los termoplásticos, entre
otros.
Sin embargo, los
metales siempre han sido los materiales por excelencia en los procesos de
construcción de innumerables maquinarias y equipos. Es así que Askeland (1998) comenta que los metales, de manera general,
tienen como características una buena conductividad eléctrica y térmica, una
resistencia relativamente alta, una alta rigidez, ductilidad o conformabilidad y resistencia al impacto. Estas cualidades
que resaltan entre los demas materiales porque
provienen de las características de su estructura atómica.
Los átomos son una de
las unidades más pequeñas que contiene la materia, la cual contiene partículas
que le dan sentido a la formación de la misma y su respuesta ante variables que
se ejecutan sobre estas. El átomo esta constituido
por un núcleo, conformado por la misma cantidad de neutrones y protones, y
electrones que giran alrededor de éste. En los ultimos
años se ha determinado la existencia de las particulas
quarks que habitan dentro del protón y que dan sentido a la formación de la
materia. Las características de la estructura atómica lo refleja Avner (1988) en su libro denominado Introducción a la Metalurgía Física:
Los electrons que dan vueltas sobre sis
porpios ejes conforme giran alrededor del núcleo, estpan arreglados en capas definidas. El máximo número de
electrones que puede acomodar en cada capa es de 2n2, donde n es el número de
capas. A su vez, cada capa es subdividida en niveles de energía. El número de
niveles de energía aumenta con la distancia desde el núcleo y los electrones
tienden a ocupar los niveles de energía más bajos. (pág. 79)
De igual forma, la
estructura atómica es diferente para cada tipo de metal, por lo cual es uno de
los tantos factores que brinda propiedades diferentes en los metales o
aleaciones. Kalpakjian (2002) señala que la
composición del metal, las impurezas y vacantes en la estructura atómica, el
tamaño de grano, las fronteras del grano, el entorno, el tamaño y estado supercicial del metal son unosde
los elementos que modifican las propiedades del metal.
Para poder comprender
estos factores es importante detallar la relevancia que tiene la estructura
cristalina, la cual esta conformada por una n
cantidad de átomos del elemento químico principal unidos a través del efecto
electromagnético de sus núcleos, permitiendo que se genero
los electrones de valencia que brindaran parte del porque
de las propiedades de los metales. Estas estructuras cristalinas están
conformadas por 14 redes, donde 3 de ellas predominarán la gran cantidad
elementos químicos. Estas estructuras son la centrada en el cuerpo (BCC), la
centrada en las caras (FCC) y la hexagonal compacta (HCP)., las cuales se
observan en la Figura 1.
Figura 1. Estructura cristalina
BCC, FCC y HCP.
Fuente: (Askeland,
1998)
El acomodamiento
atómico dentro de estas estructuras y los espacios libres que puedan existir
conforman las diferentes propiedades de los metales. En los espacios libres
puede existir la posibilidad de que se añada otro elemento ajeno al elemento
principal. Estos conceptos concuerdan con los términos solvente (el de mayor
cantidad y es el elemento principal) y soluto (el de menor cantidad y es el que
se agrega al solvente). Esto permitirá la formación de las diversas aleaciones
metálicas que brindaran las soluciones a las múltiples necesidades de la
humanidad.
En consecuencia, estas
estructuras cristalinas permitirán variar los parámetros de muchos procesos de
conformado de los metales. Por lo tanto, el objetivo general de esta
investigación es analizar la importancia de la estructura cristalina de los
metales en los procesos mecánicos industriales. La metodología empleada se basó
en un diseño bibliográfico de tipo documental.
Metodología
La metodología
utilizada se baso en un diseño bibliográfico de tipo documental.
Este tipo de metodología tiene como principales herramientas los textos,
documentos y artículos científicos publicados disponibles en la web. Por lo
cual, la investigación documental se concreta exclusivamente en la recopilación
de información de diversas fuentes, con el objeto de organizarla describirla e
interpretarla de acuerdo con ciertos procedimientos que garanticen
confiabilidad y objetividad en la presentación de los resultados (Palella & Martins, 2010).
Resultados y discusión
Solidificación de las estructuras cristalinas
Cuando los materiales
metálicos se encuentran en el estado líquido es porque han superado su
temperatura de fusión. Los átomos se encuentran cargados energéticamente que se
encuentran dispersos por todo el volumen del recipiente que los contiene,
gracias a esa energía externa que se transformó en un aumento de la energía vibracional producto del movimiento de los electrones
alrededor del núcleo, más una energía cinética gobernada por la velocidad con
que se desplaza, así como también una energía potencial que depende de la
distancia que recorre gracias a la alta temperatura que se manifiesta.
Al empezar a disminuir
la temperatura externa, la energía interna también empieza a disminuir por lo
que empieza la transformación de fase liquida a fase sólida. La solidificación
empieza desde la parte en contacto con el medio de enfriamiento, es decir desde
la superficie hacia el centro de la pieza. El centro es lo último que se
solidifica. Esta situación ocurre gracias al fenómeno de nucleación y
crecimiento. Según el profesor Quintero (2003) la transformación líquido-sólido
es un proceso discontinuo de primer orden, caracterizado por la existencia de
racimos de la fase sólida dentro del líquido antes de que se produzca la solidificación;
durante este proceso se produce el crecimiento de esos núcleos hasta conformar
todo el volumen.
La solidificación está
gobernada por la energía libre del sistema. La energía libre (ΔG) depende
de la energía interna, llamada entalpia (ΔH), de la temperatura y de la
energía externa, llamada entropía (ΔS). Esto queda de la siguiente manera
ΔG = ΔH – TΔS. La entropía es la clave para la transformación de
líquido a sólido, debido que gobierna el desorden de los átomos, la cual aumenta
cuando aumenta la temperatura. Al aumentar la entropía lo hace en menor grado
la entalpía, por lo cual el ΔG es negativo. Si existe la solidificación,
la temperatura disminuye, disminuye también el desorden de los átomos y por
ende la energía interna también lo hace. Esto produce un ΔG positivo.
Cuando ocurre la
solidificación, lo primero que sucede es la nucleación de las primeras
partículas en el estado sólido. La energía libre de la superficie es mayor a la
energía libre de todo el volumen. Esto sucede porque es allí donde empieza a
formarse los primeros cristales sólidos, debido a que esta
en contacto con el medio de enfriamiento. Al comienzo de la solidificación, los
núcleos se forman y desaparecen por las al tas temperaturas. Estos núcleos que
se desintegran son porque no superan el tamaño crítico que les permitirá crecer
y formar la estructura cristalina en el estado sólido. En la Figura 2 se
detalla la energía libre en función de radio de los núcleos.
Figura 2. El radio crítico del
núcleo depende de la energía libre.
Fuente: (Quintero, 2003)
Cuando los núcleos
superan el radio crítico, empieza a gobernar el crecimiento de los mismos
disminuyendo la posibilidad de formar nuevos núcleos. Esto va acompañado de la
disminución de la energía libre, a consecuencia de la disminución de la
temperatura producto de la solidificación, disminución de la entropía y
entalpia. Con el crecimiento se forman los granos, los cuales están conformados
por las diferentes estructuras cristalinas. Estas estructuras dependen del tipo
de metal que se esté solidificando. El crecimiento se hace en las direcciones
del enfriamiento, esto produce que la estructura se forme tipo árbol. Esta
estructura se le denomina dendrita, tal como se detalla en la Figura 3.
Figura 3. Dendrita de magnesio
que crecen a partir de un líquido
Fuente: (Avner,
1988)
A medida que aumenta
la solidificación las dendritas crecen formando los cristales que caracterizan
a los metales. Estos cristales son denominados granos. El área a lo largo de la
cual están unidos los cristales se conoce como frontera de grano, donde los
átomos se encuentran espaciados irregularmente, debido a que son los últimos
residuos del líquido que se solidifican y por lo cual tiene mayor probabilidad
de concentración de impurezas atómicas en esa área. Los granos y limites de grano se detallan en la Figura 4. En la Figura 5
se muestra el proceso de solidificación, desde la nucleación y crecimiento de
los granos.
Figura 4. Representación
esquemática de un límite de grano entre dos granos
Fuente: (Avner, 1988)
Figura 5. Representación
esquemática del proceso de cristalización por nucleación y crecimiento
dendrítico.
Fuente: (Avner,
1988)
Estructura cristalina BCC
La estructura
cristalina centrada en el cuerpo tiene como fundamento que la celda unitaria,
mostrada en la Figura 1, tiene un átomo del solvente completo en el centro y
fracciones de átomos en los vértices. Los átomos del centro y de los vértices
se tocan mutuamente a lo largo de las diagonales del cubo y la longitud a de la
arista de la celdilla y el radio atómico R (Callister,
2005).
Los elementos químicos
que presentan este tipo de estructura son cromo, tungsteno, hierro alfa
(α), hierro delta (δ), molibdeno, vanadio y sodio (Avner, 1988). Una particularidad tiene el hierro y es que
presenta el fenómeno alotrópico. El término alotropía por lo general se reserva
para elementos que cambian su estructura cristalina en función del aumento de
temperatura, como es el caso del hierro que a bajas temperaturas es BCC y a
temperaturas más altas es FCC (Askeland, 1998). El
efecto alotrópico del hierro se detalla en la Figura 6. Este fenómeno es
interesante en una de los principales materiales que se utilizan a nivel
industrial como es el acero, debido a que su principal elemento es el hierro y
por lo cual adopta estas mismas características del metal puro.
Asimismo, en
temperaturas menos a 910°C el hierro se presenta bajo una estructura BCC. Esta
estructura es resistente mecanicamente, debido a la
presencia del átomo en el centro de la celda. Para poder comprender este fenomeno es necesario detallar que cuando un metal se le
aplica un fuerza externa, sea en un proceso de conformado, los átomos empiezan
a moverse gracias a los electrones de valencia que sirven de plano de
deslizamiento. La presencia de ese átomo en el centro no permite un
desplazamiento eficiente, caso contrario produce resistencia a dicha movilidad.
Esto último se traduce en un incremento en la resistencia mecánica. En
consecuencia la estructura cristalina BCC produce al ta
resistencia en los metales que poseen este acomodamiento.
Figura 6. Efecto alotrópico del
hierro cuando varia la temperatura.
Fuente: (Apraiz
Barreiro, 1984)
Por otra parte, una de
las características más importante de las estructuras cristalinas es el factor
de empaquetamiento, que no es más que el espacio ocupado por los átomos del
elemento. Esta situación es muy importante para el estudio del endurecimiento por
solución, es decir agregar átomos de solutos en la estructura del solvente. Lo
que realmente interesa es el espacio libre, en la cual radicará la incursión de
los átomos intersticiales de carbono para formar uno de las principales
aleaciones como lo es el acero. Los átomos de carbono al poseer menor radio
atómico de que los átomos de hierro se ubican dentro de esos espacios libres
que genera esta estructura BCC. Esto aumenta aún más la resistencia del
material porque lo vuelve más denso y menor probable que los átomos se
desplacen producto de la fuerza ejercidas externamente. El factor de
empaquetamiento es de 68% (Callister, 2005). El
espacio libre es del 32%.
Estructura cristalina FCC
Este tipo de
estructura cristalina es la misma que se visualiza en la Figura 1, donde
existen fracciones de átomos en los vértices y mitad de átomo en las caras de
la celda. Cada átomo de las caras toca los átomos de las esquinas más próximas
(Avner, 1988). Cristalizan en esta estructura el
cobre, aluminio, plata, níquel y oro (Callister,
2005).
El factor de
empaquetamiento de la estructura FCC es del 74% (Callister,
2005). Es decir, el espacio libre del 26%, lo que produce que estos metales
tienen pocas aleaciones debido a que solo sucederá el endurecimiento por
solución si los átomos de soluto son del mismo tamaño del átomo del solvente,
claro esta cumpliendo las reglas de Hume-Rothery. Esta situación es la que permite que los
átomos de soluto sean de tipo sustitucional.
Este tipo de estrutura se detalla en el fenómeno alotrópico del hierro,
entre 911°C a 1400°C,. Este tipo de estructura es mucho más accesible para que
la movilidad de los átomos se desarrollen si hay presencia de una energía
externa, especialmente presiones y fuerzas ejercidas en los distintos procesos
de conformado. Al no existir un átomo en el centro sino fracciones del mismo en
las caras de la celda permite que la movilización de los átomos aumenten. Esto
permite que el metal sea más ductil; es decir menos
resistente.
Estructura cristalina HCP
Según Avner (1988) la figura usual muestra dos planos basales en
forma de hexágonos regulares, con un átomo tanto en cada esquina del hezagono como en el centro; además, hay tres átomos en
forma de triangulo a la mitad de la distancia entre
los dos planos basales. El factor de empaquetamiento de este tipo de estructura
es igual al de la estructura FCC, lo que corresponde a un 74% (Callister, 2005). Los metales que cristalizan en este tipo
de estructura son el berilio, cadmio, cobalto, magnesio, titanio al, zinc y circonio
(Kalpakjian, 2002).
Diferentes procesos de conformado de metales
Para la obtención de
maquinarias y equipos a nivel industrial es necesario que los metales pasen por
una serie de procesos de conformados donde se involucren parámetros como
presiones, temperaturas, fuerzas de roce, tamaño de la pieza, entre otras.
Estas variables, en especial la temperatura y la presión, serán diferentes si
la estructura cristalina es diferente. En tal sentido, se debe conocer como es
la descripción de cada proceso de conformado para así comprender la influencia
de la estructura cristalina en estos desarrollos.
Forjado
Uno de los principales
procesos que realizo el hombre a comienzos de su evolución fue el forjado. Este
proceso consiste en modificar la forma de una pieza a través del uso de
presiones por medios de martillos o por equipos como el martinete o prensa
hidráulica. El proceso de forjado se puede observar en la Figura 7. Según Dieter (1987) en su libro Metalurgía
Mecánica señala que el forjado evolucionó en la revolución industrial, por lo
que se sustituyo el brazo del herrero por las
máquinas, donde en la actualidad hay una extraordinaria varbilidad
de equipos de forja que permiten obtener piezas con tamaños que van desde un
remache, a un rotor de turbina o un ala entera de aeroplano. En la Figura 8 se
muestra la secuencia de pasos para realizar el forjado.
Figura 7. Proceso de forjado
Fuente: (Dieter,
1987)
Figura 7. Secuencias de pasos
para realizar el forjado
Fuente: (Kalpakjian,
2002)
En general, el forjado
se puede realizar variando la temperatura del metal o palanquilla que se desea
conformar. Esto es lo que se denomina trabajo en frío y trabajo en caliente.
Según Kalpakjian (2002) señalan que
El forjado en frío
requiere mayores fuerzas, por la alta resistencia del material, y los matewriales de la pieza deben tener la ductilidad
suficiente a temperatura ambiente. Las piezas forjadas en frío tiene buen
acabado superficial y buena precisión dimensional. El forjado en caliente se
requieren menores fuerzas, pero producen precisión dimensional y acabado
superficial que no son tan buenos. (pág. 342)
Esta situación es
característica de todos los procesos de conformado. El trabajo en caliente se
hace realmente en materiales que poseen una estructura cristalina resistente
como es el caso de la BCC. Del mismo modo, se eleva la temperatura de trabajo
porque se juega con la condición alotrópica del acero, según sea el caso de que
se este trabajando con este metal. Al aumentar la
temperatura, la estructura cambia de BCC a FCC, pasando de un material
resistente a un material dúctil.
Laminación
A nivel industrial es
uno de los primeros procesos de conformado, el cual consiste en modificar las
palanquillas provenientes del proceso de función. Esta materia prima se deforma
a través de unos rodillos que ejercen la fuerza y van dando forma que se
requiere en el producto final. Al deformar los metales pasándolos entre los
rodillos se somete el material a intensas tensiones de compresión, por el
efecto del aplastamiento de los rodillos y a tensiones superficiales de
cizallamiento originadas por la fricción entre los rodillos y el metal (Dieter, 1987). El proceso de laminado plano y de forma se
puede detallar en la Figura 8.
Figura 8. Proceso de laminado
plano y de forma
Fuente: (Kalpakjian,
2002)
Del mismo modo, como
se desarrolla el proceso de forjado en función de la temperatura de trabajo, la
laminación ocurre de la misma forma. Sin embargo, considera que primero se
efectúa a temperaturas elevadas (laminado en caliente), durante esta fase, la
estructura de grano basta, frágil y porosa del lingote o del metal
continuamente colado se reduce a una estructura laminada (forjada) con un
tamaño de grano más fino y mejores propiedades (Kalpakjian,
2002). En otras palabras, adquiere mayor resistencia.
En la laminación, en
caliente o en frío, se pretende, fundamentalmente, disminuir el espesor del
metal. Por lo general aumenta poco la anchura, por lo que la disminución del
espesor se traduce en aumento de longitud. El perfilado de la chapa con
rodillos, que a veces se llama perfilado por laminación, es una operación
especial de trabajo en frío en la que la chapa o fleje se pliega
progresivamente, para obtener perfiles estructurales de formas complejas,
pasándolas a través de series de cilindros o rodillos accionados mecánicamente.
(Dieter, 1987, pág. 521)
El aumento o
distorsión del ancho, la disminución del espesor y el aumento de la longitud de
la palanquilla se detalla en la Figura 9.
Figura 9. Distorsión de la
palanquilla en el proceso de laminación.
Fuente: (Dieter,
1987)
Extrusión
Este tipo de
conformado se utiliza para obtener piezas de gran longitud y su forma va a
depender de la forma del dado. Este proceso consiste en pasar la palanquilla
por una matriz que contiene un dado con la forma que se requiere en la pieza.
Según Dieter (1987) la extrusión se emplea, en
general, para obtener barras o tubos, pero también se pueden obtener perfiles
con secciones de formas complicadas, en el caso de metales más faciles de extrusar, por ejemplo,
el aluminio. El proceso de extrusión se ve reflejado en la Figura 10.
Figura 10. Esquema del proceso
de extrusión directa.
Fuente: (Kalpakjian, 2002)
Existen diversos
productos que son fabricados a través de este proceso de conformado. Estos
productos son puertas corredizas, tubos de distintos perfiles transversales,
perfiles estructurales y arquitectónicos y marcos para puertas y ventanas; los
productos extruidos se pueden cortar en tramos, con lo que se transforman en
piezas discretas como soportes, engranajes y perchas (Kalpakjian,
2002). Este tipo de conformado también se puede realizar en frio o en caliente,
según sea el metal que se va a trabajar.
Se necesitan presiones
elevadas y, por ello, la mayoría de los metales se extrusan
en caliente, a fin de que sea menor la resistencia a la deformación. A pesar de
ello, también se puede hacer la extrusión en frio en el caso de muchos metales,
por lo que este proceso está alcanzando una importancia industrial
considerable. La reacción de la palanquilla contra el cuerpo de extrusión y la
matriz origina altas tensiones de comprensión, que son muy eficaces para evitar
el agrietamiento del material en el desbaste primario de la palanquilla. Esta
es una razón importante para la creciente utilización de la extrusión en el
trabajo de los metales dificiles de conformar, tales
como los aceros inoxidables, las aleaciones a base de níquel y el molibdeno. (Dieter, 1987, pág. 549)
Referencias
1.
Apraiz Barreiro, J.
(1984). Tratamiento térmico de los aceros, 8va Edición. Madrid, España:
Editorial Dossat, S. A.
2.
Askeland, D. (1998).
Ciencia e Ingeniería de los materiales. México, D.F., México: International
Thomson.
3.
Avner, S. (1988).
Introducción a la metalurgía física, 2da edición.
México, D. F. : McGraw-Hill / Interamericana de México S. A de C. V. .
4.
Callister, W. (2005).
Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Barcelona, España:
Editorial Reverté, S. A.
5.
Dieter, G. (1987). Metalurgía Mecánica. Madrid, España: Editorial Aguilar.
6.
Kalpakjian, S. (2002).
Manufactura, ingeniería y tecnología. México, D.F.: Editorial Pearson.
7.
Palella, S., & Martins, F. (2010). Metodología de la investigación
cuantitativa. Caracas, Venezuela: FEDUPEL, Fondo Editorial de la Universidad
Pedagógica Experimental Libertador.
8.
Quintero, O. (2003). Solidificación.
Caracas, Venezuela: Departamento de Ciencia de Materiales, Universidad Simón
Bolívar.
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