Rev-01_Procesamiento de Materiales

7/25/2019 Rev-01_Procesamiento de Materiales

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Curso: Seleccin de Materiales

Seleccin de procesos: Procesos de conformado,de tratamiento superficial y de unin

II UNIDAD


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Conformado por fusin

PROCESOS DE MOLDEO

(en aleaciones metlicas)

Procesos de moldepermanente

6.2 Conformado por fusin

Procesos demolde desechable

Con modelosdesechables

Con modelospermanentes


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PROCESOS DE MOLDEO



Procesos demolde desechable

Con modelospermanentes

Moldeo en arena Moldeo en cscara


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Moldeo en arenaMolde de arena conaglomerantes

Modelos generalmente

de madera

Piezas de formas ytamaos variados

Uno de los mtodosms variado y verstil

Proceso lento. Consumemucha mano de obra

(molde por pieza)

Moldes permanentes


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Moldeo en cscara

Molde de arena aglomerada con resina plstica termoestable

Moldes desechables


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PROCESOS DE MOLDEO



Procesos de moldedesechable

Con modelosdesechables

Moldeo a la cera perdida

(investment casting)


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6.2 Conformado por fusin Moldeo a la cera perdida

(investment casting)

Modelo de cera Bao de pasta refractaria

(Espumasplsticasd

e

poliestirenoexpandido)


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Moldes metlicos (aceros o fundiciones) que pueden utilizarse

repetidas veces.

Coste importante cuando se trata de geometras importantes

Aleaciones con temperaturas de fusin superiores a 1.400C

necesitan el empleo de moldes realizados en material refractario.-

Moldes permanentes

Moldeo por gravedad Moldeo por presin adicional

Fundicin inyectada

(die casting)Fundicin a presin


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6.2 Conformado por fusinMoldes permanentes

Moldeo por gravedad


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Moldes permanentes

Moldeo a presin

El tamao mximo de la pieza

que puede ser moldeada a

presin est limitado por la

fuerza de cierre de las dospartes del molde


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Moldes permanentes Moldeo a presin Fundicin centrifugada


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Colada continua


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CONFORM DO POR DEFORM CIN PLSTIC


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MEC NIZ DO


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10.1 Procesos de mecanizado

Mecanizado

La herramienta

Es estacionaria

Distintos tipos y mquinas de mecanizado

GiraSe traslada

Taladrado(drilling)

Fresado(milling)

Torneado(turning)

Figura 10.1 Operaciones de mecanizado


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TR T MIENTOS TRMICOS


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11.2 Tratamientos trmicos fundamentales

Normalizado: tratamiento trmico final con el que se obtiene unamicroestructura de grano fino, que sin llegar a la excelencia del tratamientoanterior, permite, a un menor coste, obtener unas propiedades suficientes paramuchas aplicaciones.

Tratamientos trmicos

Temple y revenido: Tratamiento trmico doble cuya finalidad es lograr lamicroestructura ptima de utilizacin del material, ya que proporciona elmejor comportamiento mecnico del producto (combinacin de resistencia ytenacidad).

Recocido: El propsito principal de los tratamientos de recocido es ablandarla aleacin con objeto de mecanizarla o conformarla con mayor facil idad.

Hipertemple y maduracion: tratamiento trmico final con el que se consigueincrementar la resistencia mecnica de una aleacin mediante la precipitacincontrolada de algn compuesto intermetlico.


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11.2 Tratamientos trmicos fundamentales

Homogeneizacin: t ratamiento trmico con el que se consigue uniformizar la microestructura y propiedades de una pieza que presenta variaciones decomposicin qumica a lo largo de su seccin o entre sus diferentes partes(segregacin).

Tratamientos trmicos

Recristalizacin: tratamiento trmico que se realiza despus del conformadoen fro de una aleacin con el propsito de devolverle al material laspropiedades que tena antes de la deformacin (ablandarlo).

Relajacin de tensiones: permite la el iminacin de las tensiones residualesque pueden generar en el curso del conformado de cualquier producto.

Tratamientos superficiales: su final idad es endurecer superficialmente lapieza con objeto de mejorar su resistencia a la fatiga o al desgaste.Tratamientos de cementacin, nitruracin, temple superficial, granallado).


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12.0 Introduccin

Friccin, desgaste, oxidacin, corrosin propiedades superficiales

Material

convencional

Modificacinsuperficial Tratamientos superficiales alteran la

superficie de los productos con el fin de

mejorar su resistencia al desgaste, oxidacin

Tratamientos superficiales


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12.1 Modif icacin superficial (sin cambio de composicin)

Temple superficial

Fusin y resolidi ficacin microestructuras muy finas (ms duras),formacin de fases de no equilibrio e incluso fases vtreas.

Por induccin

Por lser

Por bombardeo



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12.2 Modif icacin superficial (con cambio de composicin)

Al modificar la composicin qumica superficial

microestructuras y propiedades muy diferentes a las del material original

Los procesos termoqumicos consisten en la introduccin por

difusin de tomos apropiados (C en el caso de la carburacin, N en

la nitruracin, C y N en la carbonitruracin...)

Generalmente estos tratamientos se aplican en estado slido,

aunque tambin sera posible fundir localmente con lser la

superficie del producto y aadir al bao los aleantes precisos en

forma de polvos



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IMPLANTACIN INICA

Profundidades 1m apenas se modif ican

dimensiones ni acabados superficiales

N+, N2+, C+, B+, Ti+, Al+


Bombardeo con iones acelerados mediante

diferencia de potencial

Proceso muy verstil, aplicable sobre cualquier material


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12.3 Recubrimientos superficiales

Funcin de los recubrimientos


1. Proteccin contra la corrosin

2. Mejorar el aspecto (textura) superficial del producto

3. Aumentar la resistencia al desgasto y/o reducir la friccin

4. Aumentar la conduct ividad o la resistencia elctr ica

5. Reconstruir superficies gastadas


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12.3.1 Recubrimientos por inmersin o por va electroqumica


ELECTRODEPOSICIN O RECUBRIMIENTO ELECTROQUMICO

El volumen de metal depositado es directamente proporcional a laintensidad de corriente circulante y al tiempo

Me Me+ + e-

Me+ + e- Me

Metales ms comunes:

Zn (sobre acero: galvanizado), Ni, Cr, Cu, Sn (sobre acero: hojalata)Au, Ag y Pt


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ANODIZADO

Proceso electroltico de proteccin ambiental de lasaleaciones de Al y Mg, que consiste en la formacin de un

xido protector, que asla al producto del medio ambientey de este modo dif icul ta la corrosin poster ior del mismo

En este caso la pieza a recubrir constituye el nodo de la celda

(Me Me+ + e-)

Los cationes metlicos forman el correspondiente xido enpresencia de un medio oxidante


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INMERSIN EN CALIENTE

Se sumerge la pieza en un bao fundido de un segundometal.

Al extraer la pieza, el segundo metal solidifica sobre lasuperficie del primero.

El tiempo de inmersin controla el espesor de la capa(40m


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12.3.1 Recubrimientos porinmersin o por va

electroqumica



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ESMALTADOS

Recubrimientos cermicos vtreos (porcelanas) que seaplican sobre productos metlicos y cermicos(sanitarios...) con el propsito de mejorar su apariencia ydurabilidad.

Las piezas, una vez recubiertas deben ser secadas y

sinterizadas


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12.3.2 Procesos de deposicin en fase vapor


DEPOSICIN FSICA DE VAPOR (PVD)

1.Generacin de vapor2. Transporte del vapor hasta el sustrato (pieza a cubrir)

3. Condensacin del vapor sobre la superficie del sustrato(normalmente dentro de una cmara donde se ha realizado el vaco)


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12.3.2 Procesos dedeposicin en fase vapor


Gran variedad de recubrimientos y sustratos(metales, vidrio, plsticos, cermicas)

Efecto Joule

Velocidades de deposicin del orden de unas

pocas m por minuto

Deposicin Fsica deVapor (PVD)


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Recubrimientos de compuestos (Al2O3, TiC, Si3N4)

DEPOSICIN QUMICA DE VAPOR (CVD)

Surgen como consecuencia de la reaccin qumica entre

dos gases a alta temperatura

TiCl4

+ CH4

(1000C) TiC + 4 HCl

3 SiF4 + 4 NH3 (1000C) Si3N4 +12 HF

Ni(CO)4 (200C) Ni + 4CO


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DEPOSICIN QUMICA DE VAPOR (CVD)

Altas temperaturas Fuertes adherencias

Velocidades de deposicin del orden deentre 0,1 y 1 m por minuto


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12.3.3 Proyeccin trmica


Proyeccin trmica

Utilizan una fuente de calor (combustin de un gas,

arco elctrico, plasma...) para fundir el material delrevestimiento que se aporta en forma de alambre o de

polvo muy fino y las gotas fundidas se proyectan a

gran velocidad contra la superficie a recubrir con la

ayuda de un gas (normalmente aire)


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Las gotas chocan violentamente contra la superfic ie fra, solidif icanrapidsimamente en contacto con ella, consiguiendo una buena

adherencia

Mtodo muy verstil ya que es posible proyectar cualquier materialincluidos refractarios.

La adherencia lograda aumentar alhacerlo tanto la temperatura comola velocidad de las partculas en elmomento del impacto


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Oxidacin de las partculas durante el vuelo en contacto con elaire que las rodeael uso de gas inerte limita este problema

El inevitable atrape de aire se incorpora al recubrimiento porosidad


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Recubrimientos gruesos

Deposicin de recargues(no es estrictamente un mtodo de recubrimiento por proyeccin trmica)

Tcnicas de soldeo


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TECNOLOG S DE UNIN


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13.1 Soldadura

Uniones por soldadura las ms empleadas en la industr ia actual

(aleaciones metlicas y materales plsticos termoplsticos)

Tecnologas de unin


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13.1 Soldadura

Tecnologas de unin

13.1.1 Procedimientos de soldeo


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13.1 Soldadura

ELECTRODO

Tecnologas de unin


SOLDEO POR ARCO ELCTRICO


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13.1 Soldadura

El electrodo se va bajando

(Metal de aporte)

Tecnologas de unin

13.1.1 Procedimientos de soldeo13.1.1.1 Soldeo manual con arco elctr ico y electrodo revestido (SMAW)

Productos cermicos aglomerados

Procede de la fusin del

recubrimiento. Evita la oxidacin

Zona afectadatrmicamente


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13.1 Soldadura

MIG ( metal inert gas)MAG (metal active gas)

TIG (tungsten inert gas)

Tecnologas de unin


ZAT

13.1.1.2 Soldeo semiautomtico (GMAW, GTAW)

MIG/MAG


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13.1 Soldadura

MIG ( metal inert gas)MAG (metal active gas)

TIG (tungsten inert gas)

Tecnologas de unin


ZAT

13.1.1.2 Soldeo semiautomtico (GMAW, GTAW)

TIG


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13.1 Soldadura

Tecnologas de unin


ZAT

13.1.1.3 Soldeo por arco sumergido (SAW)

SAW

SOLDADURA

AUTOMTICA

CONSUMIBLE


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13.1 Soldadura

Tecnologas de unin


13.1.1.3 Soldeo por arco sumergido (SAW)

SAW

SOLDADURA

AUTOMTICA

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