Extrusión de tubos y perfiles
Proceso idóneo para fabricar principalmente tubos y perfiles largos de aluminio de sección constante. Consiste en presionar el material contra un troquel de modo que fluya por el agujero de este y reproduzca su forma. La extrusión puede ser directa o indirecta ver figura "extrusión de tubos y perfiles", y puede hacerse con el material caliente o frío.
Extrusión en caliente.- Usado para producir partes que cambian drásticamente de sección. La extrusión en caliente también evita el endurecimiento por el trabajo en frío y facilita el paso del material a través del troquel. El lingote se calienta hasta una temperatura que equivale a unas dos terceras partes de la temperatura de fusión.
Temperaturas de varios metales para extrusión en caliente
Magnesio 350-450 º C
Cobre 600-1100 º C
Aluminio 350-500 º C
Extrusión en frío.- La extrusión fría es hecha a temperatura ambiente o cerca de ella. La ventaja de esta sobre la extrusión en caliente es la ausencia de oxidación, mayor resistencia debido al trabajado en frío, tolerancias muy estrechas, buen acabado superficial, y rápida velocidad de extrusión si el material es sometido a cortos calentamientos.
EXTRUSIÓN DIRECTA
La extrusión directa es el proceso más común de extrusión. En esta, el lingote del material a extruirse se coloca en un robusto recipiente. Entonces el material es forzado a través del troquel por la acción de un pistón o un tornillo. Hay un bloque (dummy block) reusable entre el tornillo o pistón y la barra del material para mantenerlos separados. A continuación el producto extruído es estirado con el fin de rectificarlo. Las piezas obtenidas tienen acabados excelentes.
La mayor desventaja de este proceso es que la fuerza requerida al comienzo de la extrusión es mayor que el requerido al comienzo de la extrusión indirecta. Luego decrece de forma constante hasta que se haya extruído un 85% del lingote, entonces ocurre un paro súbito debido a la elevación muy rápida de la carga hasta alcanzar la capacidad de la prensa. La extrusión debe detenerse cuando queda un 5 - 10% del material que es descartado.
2. EXTRUSIÓN INDIRECTA
En este proceso, el lingote de material en forma cilíndrica permanece fijo mientras el émbolo y el dado se mueven ver figura "extrusión de tubos y perfiles"
Ventajas:
- Una reducción del 25 a 30% de la fuerza de fricción
- Menor tendencia del extruído al resquebrajamiento.
- El recubrimiento del contenedor durará más debido al menor uso.
Como desventaja, las Impurezas y defectos en la superficie del lingote afectan la superficie del producto extruido. Por esta razón la barra ser limpiada o pulida antes de ser usada.
PRENSAS
Se usan prensas hidráulicas de 250 a 12, 000 ton para rangos de presión de 4.400 a 102,000 psi, con avances de 50 - 200 mm/s. en estas prensas hidráulicas, el liquido prezurizado rodea completamente el lingote excepto en el lado donde está el troquel. La extrusión con prensas hidráulicas puede ser en frío, o caliente. También se usan todavía pequeñas prensas mecánicas de tornillo para extrusiones menores.
Se hace necesaria la lubricación del troquel y el contenedor con aceite o grafito para bajas temperaturas y polvo de cristal para altas temperaturas.
METALES COMUNMENTE USADOS EN EXTRUSIÓN.
- Aluminio : es el material más común, puede ser extruido caliente (300 a 600 °C) o en frio. Ej. Perfilería de aluminio
- Cobre (600 a 1000 °C) cañerías, alambres, varas, barras, tubos. A menudo se requieren 100 ksi (690 MPa) para extruír el cobre.
- Plomo Y estaño (300 °C) cañerías, alambres, tubos y forros exteriores de cables.
- Magnesio (300 a 600 °C) ej. partes de aviones.
- Zinc (200 a 350ºC) barras, tubos, componentes de hardware.
- Acero (1000 a1300 °C) varas y pistas, usualmente el carbón acerado simple es extruido. Las aleaciones de acero y acero inoxidable también puede ser extruida.
-Titanio(600 a 1000 °C)) Ej. componentes de aviones, asientos, pistas,
ASPECTOS DE DISEÑO
Las pautas siguientes deben seguirse para producir una extrusión de calidad.
El diámetro del lingote se corresponde con el diámetro circunscrito que rodea la forma del perfil que se quiere producir. Una prensa más grande puede manipular círculos circunscritos de hasta 60 cm de diámetro para el aluminio.
Para que el material fluya apropiadamente las partes salientes (legs) de la forma del perfil no deben ser mas largas que 10 veces el espesor de las mismas. Si la sección transversal del perfil es asimétrica, el área de cada mitad (de la sección) debe ser en lo posible igual (tendiendo a ser simetrica) si esto no es posible se deben taladrar orificios adicionales el propósito es igualar las cargas de modo que el pistón de empuje no sufra desequilibrio. El radio mínimo de las aristas debe ser 0,4 mm para aluminio y magnesio y 0,75 mm para acero. El radio de las aristas de los ángulos debe ser de 3 mm (0.125").
Ver también:
- extrusión de piezas / fuerza necesaria / cargas
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