Deformacion en caliente

Deformación en caliente de metales

Montserrat Sarmiento Sanmartín

La elaboración de piezas mediante deformación del material se puede realizar a temperatura ambiente (deformación en frío) o elevando la temperatura del material por encima de la temperatura de recristalización (deformación en caliente). Se aplica principalmente a los metales, aunque también se emplea en laobtención de piezas de plástico (termoconformado). Entre los metales, hay algunos (Oro, Cobre, Plata,….) que se deforman bien en frío, pero otros (materiales férreos) son difíciles de deformar en frío. En caso de poder escoger siempre se realizará la deformación en frío ya que se obtienen unas propiedades mecánicas superiores y un mejor acabado de la pieza, además se ahorra la energía de calentar elmaterial y las herramientas a emplear no tienen que estar preparadas para soportar altas temperaturas. Por el contrario, las máquinas empleadas en la deformación en frío tendrán que tener mayor potencia.
Una de las propiedades más importantes de los metales es su maleabilidad, este término indica la propiedad de un metal para ser deformado mecánicamente por encima de su límite elástico, sin incrementoconsiderable en la resistencia a la deformación.
Se deforma en caliente un material cuando se produce recuperación y recristalización simultáneamente con la deformación. El rango de trabajado en caliente está comprendido entre la temperatura de recristalización y la de fusión del metal.
La materia prima tiene la forma (para los procesos de formado) en el caso, de por ejemplo el acero, enlingote, éste con su estructura cristalina típica gruesa y dendrítica, no es útil para las aplicaciones en las que se requiera resistencia mecánica. Las partes fabricadas directamente del acero en lingote pueden no soportar la recepción de fuerzas de trabajo y cargas de impacto. Los granos dendríticos que contiene un lingote vaciado deben recristalizarse para dar al acero la resistencia necesaria,esto se logra mediante procesos de trabajo en caliente como:
- Colada continua
- Forja (laminación, estirado, recalcado, estampado, extrusión,…)
Los factores que influyen en el tamaño de grano que se obtiene con la deformación en caliente son:
- Tamaño inicial del grano
- Cantidad de la deformación
- Temperatura final del proceso
- Velocidad de enfriamientoDado que el metal se encuentra a alta temperatura, los cristales reformados comienzan a crecer nuevamente, pero estos no son tan grandes e irregulares como antes. Al avanzar el trabajo en caliente y enfriarse el metal, cada deformación genera cristales más pequeños, uniformes y hasta cierto grado aplanados, lo cual da al metal una condición a la que se le llama anisotropía u orientación degrano o fibra, es decir, el metal es más dúctil y deformable en la dirección de un eje que en la del otro.
Esta condición (anisotropía) nos ayuda a explicar las siguiente ventajas del trabajo en caliente:
- No aumenta la dureza o ductilidad del metal ya que los granos distorsionados deformados durante el proceso, pronto cambian a nuevos granos sin deformación, es decir, granos equiaxiales.- El metal se hace más tenaz pues los cristales formados son más pequeños y por lo tanto más numerosos y además disminuye el espacio entre cristales y se segregan las impurezas.
- Se requiere menor fuerza y por lo tanto menor tiempo, ya que el material es más maleable.
- Facilidad para empujar el metal a formas extremas cuando está caliente, sin roturas ni desgastes pues loscristales son más plegables y se forman continuamente.
- Ayuda a perfeccionar la estructura granular, eliminando zonas de baja resistencia.
- Se eliminan los poros de forma considerable, debido a las altas presiones de trabajo.
- En los aceros al carbono con menos de 0.25% de carbono el material tiene buena soldabilidad y maquinabilidad.
Por el contrario, presenta las...