TRABAJO LAMINADO

PROCESOS DE MANUFACTURA

PRESENTADO A

Prof. Ing. Mec. Dipl.-Ing. M.Sc. JULIÁN MIGUEL SALAS SIADO

NOMBRES

DAVID ALFONSO CARABALLO PATIÑO CÓDIGO: 702092198

LUIS ENRIQUE JIMÉNEZ MUÑOZ CÓDIGO:

JEAN CARLOS MARTÍNEZ MONTERO CÓDIGO:

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA

27 DE AGOSTO DE 2015

BARRANQUILLA

9C-20 El molino de laminación del ejemplo 9-21 tiene una constante de resorte de 4000 KN/mm. Si los rodillos se fijan para tocarse con carga cero, ¿Cuál será la separación entre ellos en la carga del rodillo desarrollada en la pasada?

Solución:

Los rodillos mencionados del ejemplo 9-21 (John A. Schey (2000). Introduction to manufacturing processes (p. 384). México, D.F: The McGraw-Hill Companies.) Presentan las siguientes características:

Fuerza (P) = 6465kN

F= (-k) (x) (12)

6465kN= (-4000kN/mm) (x)

X= = -1.6162mm

Por esta razón los molinos deben ser configurados a -1.616mm.

9C-21 El aluminio de pureza comercial (Al 1100) se lamina rutinariamente en varias pasadas, pero sin recocido, hasta una reducción total de más 98%. Encuentre:

a) La deformación uniforme (ε ʋ), la elongación total (e f ) y la reducción en área (q) para este material.

b) Compare estos resultados con la reducción por laminado. c) Explique las razones de la diferencia.

En base a la sección 8-1-1, del libro “Procesos de manufactura “tercera edición, cuyo autor es John A. Schey (páginas 260, 261, 262, 263, 264,265), se pueden demostrar algunas consideraciones que coadyuvan a la solución del problema:

Inicialmente se puede demostrar que la deformación verdadera, cuando se llega a la carga máxima es igual al Coeficiente del endurecimiento por deformación (n).

Tabla 2. Propiedades de manufactura de varias aleaciones no ferrosas. Condición de recocido.

Nota. Fuente: Adaptado de John A. Schey (2000). Introduction to manufacturing processes (p. 292). México, D.F: The McGraw-Hill Companies.

Solución (a):De la tabla 2 seleccionamos el n, la elongación total y al no ser dada la reducción del área nos vemos obligados a estimar su valor con un material semejante como guía (6061-0 1Mg, 0.6Si, 0.3Cu).

ε ʋ=n=0.25e f=35%

Sabemos que ε ʋ=ln( lul0 ) Entonces:

eεu=eln( lul0)

e0.25=lul0

=1.28

La deformación uniforme está dada por:

Mostrando así una ε u=28%

La reducción del área como se había comentado se estima a ser por lo menos del 65% en comparación con el 6061-0.

Solución (b):

Una reducción por laminación de 98% corresponde a una tensión de tracción de 49 o 4900% (Debido a una tira de espesor hO = 1 es reducida a h1 = 0.02, de aquí la deformación de ingeniería por compresión está dada por:

ec=h0−h1h0

Esto es equivalente, en deformación de ingeniería por tracción de un longitud inicial .

Solución (c):La reducción es posible porque el laminado trabaja con esfuerzos de compresión; de esta forma no se generan cavidades o la propagación de micro grietas como se presentaría en un ensayo de tensión al comenzar la estricción de la probeta.

EJERCICIO 9C-22 Una lámina de latón 70/30 se lamina hasta una dureza 06; por definición, esto se obtiene a través de una reducción del 50%. Calcula la TS esperada y compárela con el valor dado en el ejemplo 8-7. (Sugerencia: como los esfuerzos de ingeniería y real no son muy diferentes en un material altamente endurecido por deformación, la TS se puede tomar como el esfuerzo de fluencia del material después del trabajo en frio. La deformación en el ensayo de tensión se deberá agregar a la deformación por laminación).

Variables de entrada

K = Coeficiente de Resistencia ( Nmm2 )n = factor de endurecimiento

ε= Deformacion unitaria ingenieril ( Nmm2 )σ f= Esfuerzo de fluencia (MPa)

TS = Esfuerzo de Tracción (MPa)

DESARROLLO

Según el ejemplo propuesto 8 – 7, el valor correspondiente para el TS es de 595 MPa correspondiente a una reducción del 50 %. Bajo la consideración del ejercicio, para determinar el TS esperado debemos determinar el esfuerzo de fluencia para dicha condición.

Mediante la tabla 8 – 2, determinamos el coeficiente de resistencia (K) y el factor de endurecimiento (n) del latón 70/30:

K = 500 ( Nmm2 )n = 0,41

La tabla 8 – 2 propone una reducción en el área de salida del 75 %. Bajo esas condiciones podemos establecer el área final en función del área inicial, y de esta manera determinar la deformación unitaria ingenieril:

A f=25% A0A f=0,25 A0

Para determinar la deformación se tiene que:

ε=lnA0A f

ε=lnA0

0,25 A0ε=ln 1

0,25

ε=1,386294 mmmm

Teniendo este valor para la deformación unitaria, se procede a determinar el esfuerzo de fluencia:

σ f=K εn

σ f=(500N /mm2 ) (1,3862940,41 )σ f=571,65MPa

Al considerar el esfuerzo de fluencia igual al TS, se puede afirmar que el TS esperado corresponde a 571,65 MPa.

Comparando este valor con el del ejemplo 8 – 7, se puede ver por inspección de que su resultado no varía mucho.

R=/:

Se concluye que si se quiere lograr una dureza 06 en una lámina 70/30 se puede aplicar una laminación con una reducción del 50 % con una alta confiabilidad de obtener la dureza requerida.

BIBLIOGRAFIA

1. SCHEY, John A., Procesos de Manufactura. (Introduction to Manufacturing processes) 3ª edición. McGraw-Hill, 2002

2. DIETER GEORGE ELLWOOD. Mechanical Metallurgy McGraw-Hill, Singapore, 1988 DIETER GEORGE E. Metalúrgica Mecánica. Editorial Aguilar. 1979

3. KALPAKJIAM, S MANUFACTURA, INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA. 4a EDICIÓN, PRENTICE HALL, 2002.

Paginas web:

1. www.luminum.com/es/data/dmechprop.html