Un estudio experimental de la formabilidad de láminas de aluminio

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UN ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA FORMABILIDAD DE LÁMINAS DE ALUMINIO

AN EXPERIMENTAL STUDY OF ALUMINUM SHEET FORMABILITY

J. E. Barbosa1, I. H. García2, J. J. Fuentes3, A. Uribe4
Área Temática: Materiales para ingeniería, Procesos de manufactura

RESUMEN

En el presente trabajo se investiga la formabilidad de láminas de aluminio, comercial puro, de 0.6 y 0.7 mm de espesor producidas poruna empresa radicada en Colombia, que utiliza en la fabricación de utensilios de cocina. Para tal fin, muestras de dichas láminas, en estado recocido, fueron sometidas a diversos estudios de laboratorio, tales como: análisis químico, ensayos metalográficos, ensayos de tracción y ensayos simulativos, que contemplaron dos métodos de deformación mecánica con punzón de bola. Estos estudios han permitidoobtener valores de algunas propiedades del aluminio que determinan su formabilidad, y que pueden relacionarse en algún grado. Los resultados han puesto de manifiesto que existe una correlación apropiada entre el espesor de la lámina, el porcentaje de alargamiento, la altura de copa y la curva límite de formabilidad.

Palabras claves: Aluminio, Formabilidad, Altura de Copa, Curva Límite deFormabilidad.

ABSTRACT

This paper presents an experimental study of the formability of annealed, commercially pure, aluminum sheet, with 0.6 and 0.7 mm thickness, which is produced by a colombian company. These aluminum sheets are, mostly, used to manufacture kitchenware. In this research several laboratory tests were conducted, such as: chemical analysis, metallographic analysis, tensile test,and tests to simulate biaxial stretch and deep drawing processes with a round-ended punch. The results of these tests allow us to establish a direct relation between some properties of the aluminum studied and its formability, especially the thickness of the sheet, the ductility value, the high of the cup in the ball punch deformation test and the forming limit diagrams (FLD) determined for thehemispherical punch method.

Keywords: Aluminum, Formability, Cup Height, Forming Limit Curves.

INTRODUCCIÓN

La formabilidad es una medida de la cantidad de deformación que un material puede experimentar en un proceso particular sin que falle [1]. La lámina de aluminio usualmente falla durante la conformación mecánica bien por encuellamiento localizado o fractura dúctil [2]. Laformabilidad es gobernada, en gran medida, por las propiedades intrínsecas del material, tales como, resistencia a la tracción, límite elástico, módulo de Young, ductilidad, dureza, coeficiente de endurecimiento por deformación y relación de deformación plástica. También, los defectos, el tamaño de grano y la presencia de elementos de aleación afectan la formabilidad, así como, las variables del proceso deconformación, en particular, la dirección de deformación, velocidad de deformación y temperatura.

La industria ha desarrollado diversos ensayos simulativos, como estirado biaxial y otros, que proveen información útil y relevante sobre la formabilidad de láminas metálicas. En casos específicos, los resultados de estos ensayos se ajustan apropiadamente a las operaciones de producción en fábrica[2]. Los ensayos simulativos se complementan bien con los que miden propiedades intrínsecas.

Por otra parte, se ha encontrado que los resultados de ensayos simulativos se correlacionan bien con los resultados de ensayos de tracción. Específicamente, los resultados de ensayos de copa han mostrado buenas correlaciones con los valores de alargamiento hasta fractura [3] y reducción de área [4].Asimismo, los resultados de ensayos con punzón hemisférico han mostrado una correlación satisfactoria con el alargamiento total [5].

El presente trabajo se centra en el estudio de la formabilidad de láminas de aluminio, producidas por una empresa colombiana, sobre la base de diversas propiedades que se determinan por ensayos estándar de laboratorio. El propósito final es que las empresas...
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