Primero que nada quiero dedicar este nuevo logro a DIOS, porque él siempre me ha acompañado y ayudado a realizarme como persona. A ti mi amor, por apoyarme siempre en todo lo que me propongo y ayudarme a pensar en positivo.
INDICE DE FIGURAS
INDICE DE TABLAS
ABSTRACT
- Breve historia de la empresa FRISA
- Importancia de la investigación
- Propiedades químicas requeridas
- Límites de los parámetros de tratamientos térmicos
- Objetivo de la investigación
- PROCESO DE FABRICACIÓN DE ANILLOS
- Historia de la forja
- Proceso de forja utilizado en FRISA
FRISA (Fabricaciones y Representaciones Industriales, S.A. de C.V.), es una empresa fundada por el actual presidente de la empresa, Eduardo Garza T. La misma prensa contiene un punzón que, luego de presionar, el punzón corta el material realizando una perforación circular en el centro de la obra.
CAPITULO 111
Introducción al proceso de rolado de anillos
- Tamaños de anillos
El laminado de anillos es un proceso versátil de conformado de metales para producir piezas forjadas anuales de una sola pieza que tienen un tamaño preciso y un flujo de grano circunferencial. El laminado de anillos generalmente requiere menos consumo de material que los métodos de forjado alternativos y se puede aplicar para producir cualquier cantidad.
Características y funcionamientos de las maquinas roladores horizontales tipo radial-axial
Una carcasa separada, que soporta un par de rodillos cónicos (axiales), avanza hasta cubrir las caras de la preforma. El rodillo superior se desliza hacia el rodillo inferior para provocar la reducción axial de la altura del anillo. Una rueda de oruga montada sobre discos entre los rodillos axiales hace contacto con el diámetro exterior del anillo.
El diámetro del anillo se comprueba midiendo el desplazamiento relativo de la rueda seguidora y el carro móvil del rodillo axial. Un par de brazos centradores hidráulicos, como se muestra en la Figura 3.6, conectados mediante engranajes, entran en contacto con el diámetro exterior del anillo y aseguran que el anillo permanezca redondo y en la posición correcta con respecto al eje longitudinal de la máquina. A través del sistema de control de la máquina, la célula de carga garantiza un ajuste rápido y preciso de la velocidad del rodillo axial para compensar posibles fuerzas desequilibradas y así mantener el correcto posicionamiento del anillo durante el laminado.
El operador de la máquina solo necesita ingresar las dimensiones de la preforma y el anillo terminado en el panel de control e iniciar el ciclo de laminación.
Fuerzas, potencias y velocidades del rolado
En general, las máquinas se diseñan de acuerdo con las fuerzas de rodadura radiales y axiales disponibles; Por ejemplo, un 25/20 indica una fuerza de laminación radial de 245 kN (27,5 tonf) y una fuerza de laminación axial de 196 kN (22 tonf). Es bastante obvio que los requisitos de fuerza de laminación pueden minimizarse operando a la temperatura máxima metalúrgicamente permitida. La combinación de fuerza de rodadura y resistencia a la deformación determina el grado en que los rodillos dentan el anillo.
Con una muesca más grande, la fuerza requerida aumenta y las máquinas actuales pueden alcanzar fácilmente el límite de su motor antes de que se aplique la fuerza máxima de rodadura. La mayoría de los análisis teóricos utilizados hasta la fecha para estimar o simular las fuerzas de rodadura y los contactos necesarios en la laminación de anillos han sido. El resultado de un extenso trabajo experimental fue la adquisición de modelos informáticos que predicen el comportamiento del material y de la máquina de forma más realista.
Puede faltar un factor limitante adicional en la velocidad a la que se puede laminar un anillo, en la estabilidad del anillo durante la laminación, un anillo que gira a una velocidad muy alta, con cambios excesivos de velocidad debido a la extrusión en cada paso de laminación. de la rigidez necesaria para adaptarse a las diversas fuerzas y momentos que actúan sobre él, lo que puede dar lugar a un espesor irregular en una superficie rugosa.
TRATAMIENTOS TERMICOS
Transformaciones al calentar los aceros
En el rango de temperatura de Ac1 a Ac3, los aceros hipoeutectoides tienen una estructura de ferrita y austenita con concentración variable; En este caso, la transformación alfa=gamma se produce elevando la temperatura (es decir, la ferrita se transforma en austenita). De manera similar, en los aceros hipereutectoides, la austenita obtenida transformando la perlita en el punto Ac1, al continuar con el calentamiento, disuelve el exceso de cementita secundaria, y por encima del punto Acm el acero tiene la estructura austenítica monofásica.
Tipos de tratamientos térmicos
- Recocido
- Proceso de temple
El revenido isotérmico permite conseguir estructuras de tipo perlita enfriando la pieza calentada a la temperatura de revenido en un baño de sal con una temperatura determinada, que permanece en el mismo hasta completar la transformación austenita (Figura 4.6, curva 4). A medida que la temperatura de revenido aumenta a más de 300°C, hay una disminución en los valores de los factores enumerados y un aumento en la plasticidad (8 y \V) y fragilidad (ak) en comparación con las propiedades que existían después del revenido. (se describen en el lado izquierdo del diagrama). Para evaluar la fragilidad del acero no basta con realizar ensayos únicamente a temperatura ambiente, ya que a determinadas temperaturas esta tenacidad depende de la temperatura de ensayo.
La Figura 4.8 muestra la curva de fragilidad por flexión por impacto en función de la temperatura de prueba para un acero al carbono. De la curva a se desprende que a altas temperaturas (superiores a 0°C) la fragilidad de este acero es prácticamente constante dentro de amplios límites de temperatura (de 0 a 150°C). A temperaturas de prueba más bajas (en este caso a -20°C) se produce una caída notable y abrupta de la tenacidad a medida que desciende la temperatura.
Esta disminución de la tenacidad limita significativamente el uso de acero, por ejemplo, a bajas temperaturas.
Tratamientos isotérmicos en los aceros
- Austenizado
Se hace que el acero pase directamente de austenita a bainita y en ningún momento se encuentra en estado martensítico completamente endurecido.
Tratamiento térmico supeñicial
- Nitruración
- Cianuración o carboniturración
- Endurecimiento superficial por flama
- Endurecimiento supeñicial por inducción
La carburación o carburación es el método más antiguo de endurecimiento de superficies y consiste en aumentar el contenido de carbono en las superficies de las piezas de acero rodeándolas con un medio combustible y manteniendo todo el conjunto a una temperatura alta durante un período de tiempo determinado. A continuación, las piezas se endurecen y presentan una elevada dureza superficial. La nitruración es un proceso en el que la superficie de un acero aleado se endurece en una atmósfera mediante una mezcla de gas, amoníaco y amoníaco disociado en proporciones adecuadas. La eficacia del proceso depende de la formación de estructuras en el acero mediante la reacción del nitrógeno con determinados elementos de la aleación. Las piezas a nitrurar se colocan en un recipiente hermético, mediante el cual la atmósfera de nitruración se mantiene continuamente mientras la temperatura aumenta y se mantiene entre 496°C y 565°C.
En la cianuración, la proporción de nitrógeno y carbono en la superficie dura exterior producida por un baño de cianuro depende de la composición y temperatura del baño, siendo esta última la más importante. El procedimiento consiste en templar determinadas zonas de la pieza calentándolas con una llama de oxiacetileno y luego enfriándolas rápidamente. El enfriamiento se realiza generalmente con chorro de agua, aunque en ocasiones se realiza con corrientes de aire comprimido o introduciendo las piezas en un depósito con agua o aceite.
Las piezas se colocan dentro de una bobina con la forma adecuada a través de la cual se hace pasar una corriente eléctrica de alta frecuencia para calentar las piezas a una temperatura alta (suficiente para templarlas).
PARAMETROS DE NORMALIZADO PARA EL ACERO HIHOS
Definición de parámetros para el proceso de normalizado
- Propiedades mecánicas del acero HIHOS, normalizado
En esta metalografía se pueden ver las estructuras de ferrita y perlita, pero tiene muy poca homogeneidad porque en ella hay grandes colonias de ferrita. En esta metalografía también se observan las estructuras de ferrita y perlita, pero también muestra muy poca homogeneidad porque, como en la Figura 5.2, hay grandes colonias de ferrita en ella. La tercera muestra se calienta a 900°C durante 1 hora y su estructura es la siguiente (Figura 5.4.
En esta metalografía también se observan estructuras de ferrita y perlita, pero también muestra muy poca homogeneidad porque en ella existen grandes colonias de ferrita. En esta metalografía también se observan las estructuras de ferrita y perlita, y es homogénea, pero el tamaño de grano es muy grande porque la temperatura es muy alta. En esta metalografía también podemos observar estructuras de perlita y ferrita, además la estructura de grano calentada a 925°C es demasiado grande por lo que podemos decir que no es recomendable lograr una buena normalización.
Una vez que tenemos la estructura correcta, obtenemos las propiedades mecánicas procesando el material según las normas ASTM para ensayos de tensión, que se muestra en la siguiente figura 5.8.
CAPITULO VI. PROCESO DE TEMPLADO Y REVENIDO PARA EL ACERO HIHOS
- Definición de los parámetros de templado
- Definición de los parámetros de revenido
- Diseño del tratamiento térmico
- Comportamiento del material. (análisis de resultados)
- Prueba de Charpy
Siguiendo con los pasos fijamos la temperatura a 890°C, porque tenemos una dureza máxima de 42 Re, y ahora cambiamos el tiempo de residencia dentro de la mufla. El gráfico 7.6 muestra el comportamiento de la energía absorbida por el material en relación a la temperatura de revenido. El siguiente gráfico muestra el comportamiento del límite elástico en relación con la temperatura de revenido (gráfico 7.7).
En el siguiente gráfico presentaremos el comportamiento del % de elongación en relación a la temperatura de revenido (gráfico 7.8). El gráfico 7.8 muestra que el porcentaje de elongación es mayor a medida que aumenta la temperatura de templado, pero en el punto de 700°C puede haber factores desconocidos que influyan en el resultado. El siguiente gráfico muestra el comportamiento del porcentaje de reducción de área en relación a la temperatura de templado (gráfico 7.9).
El siguiente gráfico muestra el comportamiento de la dureza respecto a la temperatura de revenido.
CONCLUSIONES
El uso de nuevos materiales y tecnologías es muy importante para la industria mexicana y el progreso tecnológico del país. Cambiando las variables (temperatura y tiempo), obtuvimos los parámetros óptimos de cada operación de tratamiento térmico. Utilizando los parámetros óptimos de cada tratamiento térmico utilizado se lograron las propiedades solicitadas por el cliente.
Uno de los problemas de la empresa era la homogeneidad de la estructura, lo que a su vez daba lugar a valores muy variables de las propiedades del material. Las propiedades del acero HIHOS deben ser de dos tipos; En primer lugar, debe tener una buena deformación plástica, de modo que pueda forjarse y laminarse fácilmente; lo cual quedó demostrado en el proceso de normalización. Los resultados obtenidos son de laboratorio, pero es necesario ajustar la metodología y los parámetros de las condiciones industriales.
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
PRUEBA DE TENSION A REVENIDO 580° POR 2 HORAS
STRAIN, %
PRUEBA DE TENSION A REVENIDO A 610°C POR 2 HORAS
PRUEBA DE TENSIGN A REVENIDO A 600°C POR 2 HORAS
STRAINJ %
PRUEBA DE TENSION A REVENIDO A 700°C POR 2 HORAS
