Proceso de Estirado

El estirado es un proceso de conformado plástico que consiste en hacer pasar un material largo por un orificio cónico (hilera), traccionando desde el lado que ya ha atravesado la hilera. Este proceso provoca un estado tensional en la hilera que permite la fluencia y deformación permanente del material, reduciendo su sección.

Productos Obtenidos por Estirado

• Productos macizos: barras, varillas, alambres y perfiles.
• Productos huecos: tubos.

Finalidad del Estirado

• Obtener una forma geométrica determinada con unas dimensiones dadas.
• Conseguir un mejor acabado superficial.
• Mejorar las tolerancias dimensionales.
• Mejorar las propiedades mecánicas.

Tipos de Procesos de Estirado de Tubos

• Estirado de tubos: con mandril o sin mandril.
• Reducción máxima en el estirado: se corresponde con la rotura en la sección estirada. Si no existe endurecimiento por deformación, la tensión de rotura será igual a la tensión de fluencia.
• Estirado en tándem: en el estirado de alambres de diámetros reducidos (trefilado), el alambre pasa por varias hileras dispuestas una a continuación de la otra. La fuerza de estirado se ejerce mediante un cabestrante. Este provoca pequeñas fuerzas a la entrada de la hilera siguiente, por lo que los supuestos anteriores de tensión nula en este punto no se ajustan a la realidad. La tensión de estirado es superior que para el caso de tensión sin retroceso. La presión sobre la hilera se reduce, lo que mejora el desgaste de ésta.

Hilera

Es el orificio por el que pasa el material para estirarlo a la dimensión deseada y con el acabado superficial requerido.

• Zona de entrada: sirve para el embocado del material y para la distribución uniforme del lubricante.
• Zona de reducción: se produce la reducción del material.
• Zona de calibración: suele tener forma cilíndrica y asegura la dimensión y el acabado superficial del producto estirado. Tiene un ancho reducido. Si para una mayor longitud se incrementa la duración, también aumenta el rozamiento y el calor disipado, y empeora la lubricación.
• Zona de salida: refuerza la arista de salida de la zona de calibración.

El material de las hileras debe ser resistente al rozamiento y a elevadas tensiones de compresión. Se suelen utilizar: metal duro, cerámica, diamante. Las hileras con grano fino mejoran el acabado superficial. Ángulo óptimo de la hilera: ángulo que, para una reducción y un rozamiento dados, produce la menor tensión de estirado.

Tipos de Máquinas de Estirado

La fuerza que estas máquinas ejercen varía según la sección del producto a estirar, por lo que las máquinas también cambian.

• Máquinas de estirado en banco: el tiro se realiza por medio de un carro que se desliza por la bancada de la máquina. Se utiliza para redondos y tubos rígidos, a una velocidad superior a 10 m/s y con una fuerza de estirado mayor que 1000 kN.
• Máquinas de estirado en bloque: un bloque es una unidad autónoma que permite realizar una etapa de estirado. Una línea de estirado se compone de varios bloques. Se utiliza para alambre grueso (D= 4-18 mm).
• Máquinas de estirado múltiple o trefiladoras: comprende un número de pasadas entre 7 y 30. La velocidad de salida puede superar los 40 m/s, las secciones más pequeñas llegan a ser de D=0.01 mm y las reducciones típicas son del 15%. El estirado puede realizarse con las hileras al aire (trefilado en seco) o con las hileras en baño (trefilado en baño).

Procesos Complementarios de Estirado

• Operaciones de preparación: liberar el material de cascarilla, óxidos y residuos de procesos anteriores. Los procesos son: decapado químico, decapado mecánico, descascarillado, cepillado y granallado.
• Operaciones de regeneración: son tratamientos térmicos para obtener una estructura metalúrgica adecuada.
• Operaciones de acabado: dar acabado exterior (rectificado) o recubrimiento al material.

Proceso de Extrusión

El proceso de extrusión consiste en forzar un tocho de material, normalmente en caliente y situado en una cámara, a pasar por un orificio (matriz) al empujarlo con un émbolo. Se obtienen piezas largas y rectas con secciones muy diferentes.

Ventajas de la Extrusión

• Favorable coste económico: se reducen las operaciones posteriores.
• Permite obtener geometrías complejas, con variedad de secciones y formas.
• Buen acabado superficial: con Ra=0.8 µm para aleaciones ligeras y 0.3 µm para acero.
• Obtención de paredes delgadas: 1 mm para aleaciones ligeras y 3 mm para acero.

Productos Extruidos

Se obtienen perfiles, tubos y barras. La finalidad de los productos extruidos es: estructural, decorativa, para componentes de máquinas mecánicas y eléctricas, para componentes térmicos, etc. Tienen tolerancias dimensionales y acabados superficiales muy buenos.