Trefilado

Procesos de Estirado y Trefilado

El estirado y el trefilado son dos procedimientos de conformación de materiales dúctiles que se realizan estirándolos a través de orificios calibrados, denominados hileras, es decir la sección transversal de una barra o alambre redondos se reducen o cambian jalándolos a través de un dado o matriz.
La operación consiste en deformar el metal mediante laaplicación de una fuerza delantera que obliga al metal a pasar por la abertura de la matriz, que controla la geometría, y el tamaño de la sección de salida.
El estirado incluye operaciones en las que se estira el metal, en herramientas contenedoras adecuadas, a partir de láminas o blancos planos, para formar tazas cilíndricas o formas rectangulares o formas irregulares, de mucha o poca profundidad. Eneste proceso grandes cantidades de barras, tubos, alambres y secciones especiales son terminadas mediante estirado en frio.

Las variables aplicadas en el estirado son similares a las de la extrusión, estas son:
* Reducción del área transversal.
* Ángulo del dado.
* Fricción a lo largo de la interface dado-pieza.
* Velocidad de estirado.

Figura 1. Variables del proceso deestirado.

El ángulo del dado influye sobre la fuerza de estirado y la calidad del producto. Se puede demostrar que para cierta reducción de diámetro y cierta condición de fricción, hay un ángulo óptimo de dado con el cual es mínima la fuerza de estirado. Sin embargo, estos cálculos no quieren decir que se deba hacer el proceso con este ángulo “óptimo”, porque, como se verá más adelante hay otrasconsideraciones que tiene que ver con la calidad del producto.

Fuerza de estirado: El trabajo de estirado es el producto de la longitud del estiramiento y la presión máxima del punzón, porque la carga se eleva con rapidez hasta su máximo, permanece constante y tiene un brusco descenso al final del estiramiento, salvo que halla fricción contra la pared.
La ecuación para calcular la Fuerza deestirado es la siguiente:
F=YpromAfln(A0Af)
Donde:
* Yprom es el esfuerzo real promedio del material en el hueco del dado.
* Af es el área final de la sección transversal.
* A0 es el área inicial de la sección transversal.

Como hay que realizar más trabajo para contrarrestar la fricción, la fuerza aumenta al incrementar la fricción.
Al aumentar la reducción aumenta la fuerza deestirado. Sin embargo debe haber un límite de la magnitud de esa fuerza, porque cuando el esfuerzo de tensión debido a la fuerza de estirado llega al esfuerzo de fluencia del material que se estira, simplemente la pieza cedería y al final se rompería. Se puede demostrar que, en el caso ideal, la reducción máxima en área transversal por paso es de 63%. Así, por ejemplo, una varilla de 10mm de puedereducir cuando mucho, a un diámetro de 6.1mm en un paso, sin que falle.

Diferencias entre Trefilado y Estirado
Aunque el procedimiento es fundamentalmente el mismo, se distingue el estirado del trefilado en tres aspectos principales:
a) En la clase de material que se aplica.
-El estirado se aplica a barras de 4 a 6 metros de longitud y diámetro superior a 10mm, y también a tubos.
-Eltrefilado se aplica a redondos de secciones pequeñas de 5 a 8mm de diámetro, o secciones grandes, para las cuales se utiliza equipos voluminosos de trefilado.
b) En el objeto de la operación
-El objeto del estirado es principalmente calibrar, endurecer con la deformación o dar forma determinada a la barra, siendo en este procedimiento el adelgazamiento del material más que el fin en el medio paraconseguir los fines expuestos. Además en los aceros estirados mejoran de maquinabilidad, sobre todo los denominados aceros de fácil mecanización, como los aceros al plomo y los aceros al azufre.
En cambio en el trefilado se pretende casi exclusivamente adelgazar el material, siendo su endurecimiento y calibrado objetivos secundarios.
c) En la realización de la operación
En el estirado, la...