Desde la edad de piedra, la humanidad ha tomado materias primas y les ha dado forma para modificar sus funciones, sus propiedades o su estética.
En el mecanizado, las materias primas bien sean de fundición , estampación o de los diferentes tipos de barra , son la base de las piezas que conformamos en nuestro taller de mecanizado siendo especialistas en mecanizado por arranque de viruta.
Hoy vamos a ver los diferentes tipos de materias primas en el mecanizado.
Clasificación de los materiales
Por sus características Físico-eléctricas
Metálicos
No metálicos
Por su elemento mayoritario. METALICOS
Aleaciones ferrosas
Aleacioners de aluminio
Aleaciones de titánio
Aleaciones de magnesio
Por su elemento mayoritario, NO METALICOS
Polímeros ( termoplásticos y termoestables )
Cerámicos ( arcillas )
Por su denominación genérica , ALEACIONES FERROSAS
Aceros
Fundiciones grises
fundiciones blancas
Por su denominación genérica. ALEACIONES DE COBRE
Bronce
Por su denominación genérica. ALEACIONES DE ALUMINIO
Aluminios de silicio
Por su denominación genérica. ALEACIONES DE TITANIO
Aleaciones a
Aleaciones a+b
Aleaciones b
Por su denominación genérica. ALEACIONES DE MAGNESIO
Aleaciones de magnesio-aluminio
Los metales puros casi no se emplean en el mecanizado o conformado, debido a sus pobres características mecánicas en comparación con sus aleaciones. En cambio, es habitual emplear plásticos puros, aunque también se empleen mezclas.
Composición de las aleaciones metálicas
Un elemento principal, mayoritario en la composición de esa aleación. En ocasiones hay varios elementos mayoritarios.
Una serie de elementos que le dan las características deseadas (aleantes).
Una serie de elementos que le dan características indeseadas, pero que no se han podido eliminar por razones técnicas o económicas (impurezas).
Formas comerciales en las aleaciones
Podemos encontrar los materiales metálicos en forma de lingotes, barras de diferentes perfiles y dimensiones, tubos, chapas / flejes e hilos. También podemos encontrar piezas provenientes de fundición, inyección o pulvimetalurgia para mecanizar.
Los materiales poliméricos se comercializan en forma de grano para la inyección y laminado, pero en fabricación mecánica se mecanizan piezas inyectadas o perfiles comerciales similares a los materiales metálicos.
Los materiales cerámicos se comercializan en forma de polvo, que cada fabricante mezclará, vitrificará o sinterizará según sus fórmulas y necesidades.
En el decoletaje, se parte de materiales en forma de barra , que pueden ser de latón, hierro, aluminio u otras aleaciones.
Tipos de presentación de las barras de latón
Cuando la materia prima proviene de la fundición
La fundición es una técnica metalúrgica en la que el material fundido se vierte en un molde, en el cual se enfría y solidifica resultando la pieza de fundición. Esta pieza se extrae del molde y puede ser acabada por procesos de rectificado, pulido y esmaltado. El proceso de fundición es una de las técnicas metalúrgicas más antiguas del mundo.
Productos
Hay gran variedad de piezas fabricadas por fundición, por ejemplo juntas, tuercas, tuberías, válvulas, accesorios…. Estas piezas se utilizan en multitud de sectores como automoción, aeroespacial, ferroviario, construcción, agricultura, minería, maquinaria, defensa, plantas industriales, eléctrico, electrodomésticos...
Materiales
Los metales más comunes utilizados en fundición son el acero, hierro, aluminio, cobre, zinc, magnesio, titanio, zamak...
Procesos principales:
Moldeo a Presión: El metal fundido es forzado a alta presión en las cavidades del molde con el fin de obtener la pieza final. La mayoría de las piezas fabricadas por este método son de metales no ferrosos como zinc, cobre y aleaciones de aluminio, aunque también pueden fabricarse con metales ferrosos. Este método es especialmente adecuado para fabricar pequeñas y medianas piezas que requieren muchos detalles, gran calidad de superficie y consistencia dimensional.
Moldeo a la Cera Perdida: También llamado “fundición de precisión”. El metal fundido se vierte en un molde que se ha creado a partir de un modelo de cera. Una vez terminado el molde, el modelo de cera se funde y se drena resultando un molde que fabricará una copia exacta del modelo. Un núcleo hueco puede realizarse con la introducción de un núcleo resistente al calor y que impida que el metal fundido llene totalmente el molde.
Moldeo por Gravedad: También llamado “fundición en coquilla”. El metal fundido se vierte desde un recipiente en el molde cuya cavidad se llena sólo por gravedad y cuyo llenado puede ser controlado por la inclinación de la matriz. Este proceso tiene un mejor acabado de superficie que el moldeo de arena, así como mejores propiedades mecánicas debido a la rápida solidificación de la pieza.
Es el tipo de pieza que trabajamos como base en nuestro taller de mecanizado.
Moldeo en Arena: Este método se caracteriza por usar arena como material para el molde. Permite lotes más pequeños que el moldeado permanente y a un coste muy razonable. Sin embargo, es menos preciso que otros métodos y tiende a necesitar mecanizado.
Cuando la materia prima proviene de la estampación
El estampado de metales o estampación es un tipo de proceso de fabricación por el cual se somete un metal a una carga de compresión entre dos moldes.La carga puede ser una presión aplicada progresivamente o una percusión, para lo cual se utilizan prensas y martinetes.
Los moldes, son estampas o matrices de acero, una de ellas deslizante a través de una guía (martillo o estampa superior) y la otra fija (yunque o estampa inferior).
Tipos de estampación
Si la temperatura del material a deformar es mayor a la temperatura de recristalización, se denomina estampación en caliente, y si es menor se denomina estampación en frío.
Estampación en caliente
Este tipo de estampación se realiza con el material a mayor temperatura que la temperatura de recristalización que en el caso del hierro es de 910ºC.
El producto obtenido tiene menor rugosidad (mecánica) y precisión dimensional que cuando se trabaja en frío, pero con la ventaja de poder obtener mayores deformaciones en caliente.
Estampación en frío
El estampado en frío se realiza con el material a menor temperatura que la temperatura de recristalización, por lo que se deforma el grano durante el proceso, obteniendo anisotropía en la estructura microscópica.
Tiene la ventaja que no se necesita personal especializado para implementarlos y permite gran variedad de diseños. Suele aplicarse a piezas de menor espesor que cuando se trabaja en caliente, usualmente chapas o láminas de espesor uniforme.
A comparación, el estampado en frio es un procedimiento que goza de mayor rapidez, permite la originalidad de la forma según el gusto particular de la persona, esto a su vez lo hace más atractivo y de preferencia por los clientes, además de su extensa variedad de aplicaciones en cuanto al material que se puede utilizar.
Principales operaciones del estampado en frío
Troquelación: punzonado (realización de agujeros), corte (separación de piezas de una chapa) o acuñación.
Embutición: Deformación por flexión entre matrices: curvado, plegado o arrollado.
Los materiales utilizados en la estampación en frío son dúctiles y maleables, como el acero de baja aleación, las aleaciones de aluminio (preferentemente al magnesio, sin cobre), el latón, la plata y el oro.
Con esta publicación hemos querido dar una visión general de las materias primas, en nuestro caso relacionadas con el conformado de piezas metálicas o mecanizado.
En próximos posts trataremos con mas detalle cada uno de los procedimientos previos a los que se someten los metales en su preparación para ser buenas materias primas para el mecanizado.
Os dejamos un vídeo muy ilustrativo de los procesos de fundición de metales.
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