Propiedades de los materiales Procesos de Manufactura Propiedades Mecánicas.

Presentación del tema: "Propiedades de los materiales Procesos de Manufactura Propiedades Mecánicas."— Transcripción de la presentación:

1 Propiedades de los materiales Procesos de Manufactura Propiedades Mecánicas

2 Procesos de Manufactura Fundición El proceso de fundición suele consistir en la fabricación de piezas a partir de derretir un material e introducirlo en un molde. Allí el material derretido se solidifica y adquiere la forma del molde.

3 Procesos de Manufactura Fundición El proceso más habitual es la fundición en arena, que consiste en la colocación de un metal fundido en un molde de arena para que, una vez solidificado el metal, se pueda romper el molde y extraer la pieza fundida.

4 Procesos de Manufactura Soldadura La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos o más piezas de un material, usualmente logrado a través de la fusión, en la cual las piezas son soldadas fundiendo, se puede agregar un material de aporte, que, al fundirse, forma un charco de material fundido entre las piezas a soldar y, al enfriarse, se convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón.

5 Procesos de Manufactura Sistemas de Soldadura Uno de los tipos más comunes de soldadura de arco es la soldadura manual con electrodo revestido, que también es conocida como soldadura manual de arco metálico (MMA) o soldadura de electrodo. La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el material base y la varilla de electrodo consumible, que es de acero y está cubierto con un fundente que protege el área de la soldadura contra la oxidación y la contaminación, por medio de la producción del gas CO2 durante el proceso de la soldadura.

6 Procesos de Manufactura La soldadura de arco metálico con gas (GMAW, Gas Metal Arc Welding), también conocida como soldadura de metal y gas inerte o por las siglas en inglés MIG (Metal Inert Gas) y MAG (Metal Active Gas), es un proceso semiautomático o automático que usa una alimentación continua de alambre como electrodo y una mezcla de gas inerte o semi-inerte para proteger la soldadura contra la contaminación.

7 Procesos de Manufactura La soldadura de arco, tungsteno y gas (GTAW), o soldadura de tungsteno y gas inerte (TIG), es un proceso manual de soldadura que usa un electrodo de tungsteno no consumible, una mezcla de gas inerte o semi-inerte, y un material de relleno separado.

8 Procesos de Manufactura La soldadura de arco sumergido (SAW) es un método de soldadura de alta productividad en el cual el arco se genera inmerso en un fluido. Esto aumenta la calidad del arco, puesto que los contaminantes de la atmósfera son desplazados por dicho fluido. La escoria que forma la soldadura, generalmente, sale por sí misma, y, combinada con el uso de una alimentación de alambre continua, la velocidad de deposición de la soldadura es alta.

9 Procesos de Manufactura Las soldaduras pueden ser preparadas geométricamente de muchas maneras diferentes. Los cinco tipos básicos de juntas de soldadura son la junta de extremo, la junta de regazo, la junta de esquina, la junta de borde, y la junta-T.

10 Procesos de Manufactura

11 Procesos de Manufactura CONFORMADO Los procesos de conformado de metales comprenden un amplio grupo de procesos de manufactura, en los cuales se usa la deformación plástica para cambiar las formas de las piezas metálicas. En los procesos de conformado, las herramientas, usualmente dados de conformación, ejercen esfuerzos sobre la pieza de trabajo que las obligan a tomar la forma de la geometría del dado.

12 Procesos de Manufactura CONFORMADO Laminado El laminado es un proceso en el que se reduce el espesor de una pieza larga a través de fuerzas de compresión ejercidas por un juego de rodillos, que giran apretando y halando la pieza entre ellos. El resultado del laminado puede ser la pieza terminada (por ejemplo, el papel aluminio utilizado para la envoltura de alimentos y cigarrillos), y en otras, es la materia prima de procesos posteriores, como el troquelado, el doblado y la embutido.

13 Procesos de Manufactura CONFORMADO Trefilado Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado.

14 Procesos de Manufactura CONFORMADO Embutido El embutido se realiza para la fabricación de elementos huecos a partir de Planchas de acero. El embutido se realiza colocando una lamina de metal sobre la cavidad de un dado y empujando el metal hacia la cavidad de este con un punzón. La forma debe aplanarse contra el dado por un sujetador de formas. Las piezas mas comunes que se hacen por embutido son latas de bebidas, casquillos de municiones, lavabos, utensilios de cocina y partes de carrocería de automóviles.

15 Procesos de Manufactura CONFORMADO Troquelado Como definición se puede afirmar que el troquelado es un proceso mecánico de producción industrial que se utiliza para trabajar en frío lámina metálica y fabricar completa o parcialmente piezas por medio de una herramienta (troquel), conformada por un punzón y una matriz, también llamados ‘macho’ y ‘hembra’, respectivamente.

16 Procesos de Manufactura Tratamientos Térmicos El Tratamiento Térmico involucra varios procesos de calentamiento y enfriamiento para efectuar cambios estructurales en un material, los cuales modifican sus propiedades mecánicas. El objetivo de los tratamientos térmicos es proporcionar a los materiales unas propiedades específicas adecuadas para su conformación o uso final. No modifican la composición química de los materiales, pero si otros factores tales como los constituyentes estructurales y la granulometría, y como consecuencia las propiedades mecánicas.

17 TIPOS DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS Existen varios tipos de Tratamientos Térmicos, pero en ésta práctica solo se trabajarán tres de estos: Recocido, Temple y Revenido. Recocido Es un tratamiento térmico que normalmente consiste en calentar un material metálico a temperatura elevada durante largo tiempo, con objeto de bajar la densidad de dislocaciones y, de esta manera, impartir ductilidad. Procesos de Manufactura Tratamientos Térmicos

18 El Recocido se realiza principalmente para: Alterar la estructura del material para obtener las propiedades mecánicas deseadas, ablandando el metal y mejorando su maquinabilidad. Recristalizar los metales trabajados en frío. Para aliviar los esfuerzos residuales. Las operaciones de Recocido se ejecutan algunas veces con el único propósito de aliviar los esfuerzos residuales en la pieza de trabajo causadas por los procesos de conformado previo. Procesos de Manufactura Tratamientos Térmicos

19 Temple El Temple es un tratamiento térmico que tiene por objetivo aumentar la dureza y resistencia mecánica del material, transformando toda la masa en Austenita con el calentamiento y después, por medio de un enfriamiento brusco (con aceites, agua o salmuera), se convierte en Martensita, que es el constituyente duro típico de los aceros templados. Procesos de Manufactura Tratamientos Térmicos

20 Revenido El Revenido es un tratamiento complementario del Temple, que generalmente prosigue a éste. Después del Temple, los aceros suelen quedar demasiados duros y frágiles para los usos a los cuales están destinados. Lo anterior se puede corregir con el proceso de Revenido, que disminuye la dureza y la fragilidad excesiva, sin perder demasiada tenacidad. Procesos de Manufactura Tratamientos Térmicos

21 Procesos de Manufactura Inyección de Materiales El moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, cerámico o un metal en estado fundido en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.

22 Ensayo de Tensión El ensayo de tensión mide la resistencia de un material a una fuerza estática o gradualmente aplicada. Esfuerzo y deformación Ingenieriles se definen mediante las ecuaciones siguiente. Donde A 0 es el área original de la sección transversal de la probeta antes de iniciarse el ensayo, l 0 es la distancia original entre marcas calibradas y l es la distancia entre las mismas, después de haberse aplicado la fuerza F.

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24 Curva Esfuerzo-Deformación

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26 Esfuerzo-Deformación

27 LEY DE HOOKE Robert Hooke fue el primero en investigar de manera sistemática el comportamiento elástico de los materiales, él encontró que el alargamiento era directamente proporcional a la fuerza aplicada y a la longitud inicial del espécimen e inversamente proporcional al área de la sección transversal del mismo.

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29 MODULOS DE ELASTICIDAD Los módulos de elasticidad son característicos de cada material y dependen únicamente de las características de unión o enlace atómico de los materiales. Su valor nominal se puede ver alterado ligeramente por la adición de pequeñas cantidades de elementos aleantes al material, por el trabajo de formado mecánico del mismo o por un tratamiento térmico al que se someta el material. El módulo de elasticidad es una indicación del grado de rigidez del material, es decir, mide la resistencia a la deflexión elástica (también denominada como “pandeo” o “resorteo”) que presenta éste cuando se le aplica una carga.

30 Los materiales cerámicos, los compositos y los metales son los que en su mayor parte presentan un alto valor del módulo de rigidez, los polímeros tienen, por lo general, un valor muy bajo del módulo de elasticidad.

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