El metal. José Antonio Ares
materiales que se trefilan para obtener toda clase de alambres son los aceros, el cobre, el bronce y el aluminio. Los filamentos de las lámparas eléctricas se obtienen a partir de wolframio trefilado.
Para el estirado se utilizan metales resistentes a la tracción, para que no se rompan, y dúctiles. Los más empleados son los aceros al carbono y aleados, el cobre, los latones, el aluminio y sus aleaciones y el magnesio.
Extrusión
La extrusión es un método para conformar los metales y sus aleaciones, haciéndolos fluir a presión, en frío o en caliente. Por medio del mismo se obtienen perfiles y tubos de secciones uniformes y buen acabado.
En la extrusión en frío se obliga a fluir el material colocado en el fondo de una matriz entre las paredes de ésta y las del punzón que lo presiona con energía.
Los metales empleados son muy dúctiles, como el plomo, el estaño, el cinc o el cobre, y la presión ejercida por el punzón muy potente. Ésta es aplicada por choque para que la energía liberada por el impacto desprenda calor y facilite la extrusión.
Con la extrusión en frío se fabrican pequeños recipientes de paredes flexibles destinados a contener pastas como pegamentos, pinturas, cremas, etc. También se fabrican vainas para pilas cilíndricas, condensadores...
En la extrusión en caliente se hace fluir los metales a temperaturas cercanas a la de fusión, a través de matrices con boquillas de igual sección que el perfil que se desea conseguir.
Con esta técnica se conforman gran número de metales y aleaciones, como el plomo, el estaño, el cinc, el cobre, el aluminio, el níquel o el manganeso, y todas sus aleaciones. También se aplica con los aceros dulces e inoxidables.
Con la extrusión en caliente se obtienen piezas de perfiles angulares, tes, dobles tes, tubos redondos o irregulares, con aletas, con nervio y molduras de cualquier forma.
Esquema de cómo se estira o trefila un perfil a lo largo en una hilera hecha de metal muy duro. El metal que reduce su sección se hace pasar a presión a través de esta hilera estirado por delante y también empujado por atrás.
Fases de la extrusión en frío. La operación se efectúa en una prensa adecuada. En (A) un disco de metal que hay que extruir se coloca dentro de la matriz, compuesta de metal muy duro. En (B) un impacto a una presión determinada de un punzón de metal duro logra dar forma o extrusionar el disco de metal, que en (C), al retirarse el punzón hacia el interior del extractor, se desprende la pieza. La presión con que se efectúa el impacto se calcula en función de una serie de variables, como las características del metal que se desea extrusionar, su forma y el grosor del disco, entre otras.
Partes principales de una prensa de extrusión. En el dibujo se representa la creación de un perfil T a partir de la extrusión de un lingote.
Fabricación de tubos
La fabricación de tubos se realiza por medio de una gran variedad de procedimientos, atendiendo a la multitud de tipos diferentes que se comercializan y en función de su utilidad. Existen tubos abiertos, engrapados, soldados eléctricamente por costura, por arco o por soldadura oxiacetilénica. Tubos fundidos, embutidos en caliente, extruidos en caliente o fabricados por perforación con mandril. Los hay empleados para elementos constructivos, para la conducción de fluidos, para la construcción de andamios. Otros se usan en la industria automovilística, en aplicaciones domésticas o en la fabricación de muebles metálicos.
Fases de la fabricación de tubos por perfilado y soldadura eléctrica por costura.
La chapa se va curvando a través de varios rodillos hasta conseguir la circunferencia completa, momento en que se unen los bordes de forma automatizada por medio de la soldadura eléctrica.
Perfiles de cobre (derecha) y latón, macizos y huecos de secciones cuadrada y circular.
Perfiles de aluminio realizados por extrusión. Mediante dicho procedimiento, este metal se presenta en el mercado con innumerables formas complejas.
Estos perfiles son muy utilizados en la construcción de marcos para ventanas y cerramientos en general. También son muy apreciados en la industria aeronáutica, del automóvil y ferroviaria por su ligereza y resistencia.
Perfiles de acero
El gran número de productos acabados producidos en acero permite distinguir entre perfiles comerciales conformados por perfilación en frío y perfiles comerciales conformados por laminación en caliente.
Los primeros se realizan a partir de una chapa fina, de entre 1 y 6 mm de espesor, en perfiladoras que doblan y curvan el metal en frío, es decir, a temperatura ambiente. En general, en la perfilación en frío no existe laminación propiamente dicha, pues la sección final de la chapa conformada para generar el perfil no varía de la sección inicial.
Este perfil se usa generalmente para la construcción de muebles metálicos y estructuras ligeras, por ejemplo marcos para puertas y ventanas, y elementos de construcción como barandillas o rejas.
Diferentes tubos conformados en frío y fabricados a partir de chapas finas de diferente grueso en perfiladoras automáticas: tubos abiertos de alas iguales muy usados para crear guías para persianas (A), tubos especiales para la construcción de marcos y puertas (B), tubos pasamanos utilizados para la realización de barandillas (C), tubos rectangulares (D), tubos cuadrados (E), tubos redondos (F), tubo fabricado por perforación de un tocho en caliente (G).
La laminación en caliente, es decir, cuando el metal ha sido elevado a una temperatura adecuada, mejora las características del metal eliminando cualquier posible sopladura producida en la fundición. También hace desaparecer algunas heterogeneidades del metal, tanto en la composición química como en su estructura, eliminando del metal impurezas o restos de escorias procedentes asimismo de la fundición.
En general, los productos creados a partir de los trenes de laminación en caliente están destinados a funciones estructurales por sus óptimas cualidades mecánicas, de resistencia a la torsión, a la compresión o a la tracción. Son muy usados en la construcción de estructuras para ingeniería civil como puentes, torres eléctricas o compuertas de embalses; en arquitectura como esqueleto de edificios, o en la industria naval.
Distintas formas de perfiles conformados por laminación en caliente: perfil normal “I” PN (A), perfil Grey (B), perfil normal “U” PN (C), perfil normal “T” PN (D), perfil angular de alas iguales (E), cuadrados (F), redondos (G), hexagonales (H), pletinas (I).
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