La producción y el tipo de productos laminados

Laminado

Proceso por el cual se reduce el espesor de una pieza mediante la aplicación de fuerzas de compresión.

El proceso es una modificación de la sección transversal de una pieza larga; para ello se utiliza aplicación de fuerza de compresión a través de un juego de rodillos.

La laminación se realiza primero a altas temperaturas donde el grano del metal continuamente colado se reduce a una estructura laminada.

• SE DIVIDE EN:

LAMINADO EN CALIENTE: Se eleva la temperatura del material por encima de la temperatura de recristalización. Para la ruptura del lingote o placa de metal, ya que de esta manera es mucho más fácil deformarlo y las propiedades isotrópicas y carecen de tensiones residuales. Los principales inconvenientes que presenta el laminado en caliente son que el producto no puede mantenerse dentro de tolerancias adecuadas, y que la superficie de la pieza queda cubierta por una capa de óxido característica.

LAMINADO EN FRIO: Llevado a cabo a temperatura ambiente a diferencia del laminado en caliente produce placas y hojas con menor acabado superficial, mejor tolerancia y buenas propiedades mecánicas.

LAMINADO DE CONJUNTO: Proceso en que dos o más capas de metal se laminan juntas; es un proceso de gran productividad.

OBTENCIÓN DE LA LAMINACIÓN:

PLACAS: De espesor mayor a 6 mm, utilizadas en maquinaria, calderas, puentes, etc.

HOJAS: De menos de 6 mm de espesor, utilizadas en carrocerías, fuselajes, enseres domésticos, etc.

• TIPOS DE LAMINACIÓN

LAMINADO DE PERFILES: En el laminado de perfiles, el material de trabajo se deforma para generar la sección transversal del perfil deseado. Por este procedimiento se realizan perfiles de construcción como perfiles en I, en L y canales en U; rieles para vías de ferrocarril y barras redondas y cuadradas, así como varillas. El material de trabajo pasa a través de rodillos que tienen impreso el reverso de la forma deseada.

LAMINADO DE PLANOS: Los principios que se aplican al laminado plano pueden aplicarse al laminado de perfiles en su gran mayoría. Los rodillos formadores son más complicados; y el material inicial, de forma usualmente cuadrada, requiere una transformación gradual a través de varios rodillos para alcanzar la sección final.1 Se diseña una secuencia de formas intermedias, con sus correspondientes rodillos, para lograr una deformación uniforme a través de las secciones transversales de cada reducción y así evitar una mayor elongación en estas secciones que podría suponer torceduras y agrietamiento del producto laminado.

• EQUIPOS:

RODILLOS

LAMINADORAS: Las maquinas para el procesos de laminación son muy similares entre sí, se distinguen unas de otras por el numero de rodillos, el control de la distancia entre ellos, la forma en que se montan y el tipo de motor que acciona el rodillo.

Básicamente todas las unidades de laminación se componen de dos cilindros cuyos porta-cojinetes están apoyados en dos bastidores compuestos por una base, dos columnas y un larguero que los une. Si los bastidores son de una pieza se conocen como cajas cerradas y si es desmontable es de cajas abiertas.

Los ejes pueden ser orientados horizontal o verticalmente, pero se debe garantizar el movimiento longitudinal de uno de los cilindros para poder ajustar la distancia entre los cilindros. Si el ajuste es automático y se realiza entre pasadas al mecanismo que lo logra se conoce como calibrador.

Partes básicas:

1) Cuerpo o tabla.

2) Cuello.

3) Muñones o trefles.

Los motores que usan los calibradores y rodillos dependen de la duración del proceso y si se trata de pasos independientes o trenes de laminación. En el primer caso se usan motores de CA y en los trenes de laminación se usan CD, ya que se ha demostrado que con ese tipo de motores se aumenta la eficiencia del proceso y el calor disipado no es tan alto que con otras configuraciones.

• CAPACIDAD DE LAS MAQUINAS

1) Velocidad: 40 [m/s].

2) Volumen procesado: hasta 18 000 [Ton] al día.

3) Cargas variables dependiendo del material que se va a tratar, pero el rango esta dentro de 5 – 200 [GPa] para el caso de laminas de acero al bajo carbono, aumenta si las aleaciones son particulares.

4) Se pueden entregar tolerancias de hasta 0.002 [mm] por arriba y debajo del valor nominal del grueso de la lamina.

• MODELOS EMPIRICOS DE LAMINACION

El laminado plano comprende el laminado de piezas con sección transversal rectangular con un ancho mayor que el espesor. En el laminado plano se reduce el espesor de la pieza una cantidad que llamamos «diferencia»:

d = t0 − tf

Donde: d = diferencia (mm); to = espesor inicial (mm); tf = espesor final (mm).

En ocasiones la «diferencia» se expresa en relación al espesor inicial como la «reducción»:

r = d / t0

En el caso de que se produzcan varias operaciones de laminado, la reducción es la suma de los adelgazamientos dividida entre el espesor inicial.

En la operación de laminado, al reducirse el espesor, aumenta el ancho y la longitud del material de trabajo. Pero existe una relación respecto a las dimensiones iniciales debido a la conservación del material, de modo que el volumen inicial es igual al volumen final:

Donde: Wo, Lo son ancho y largo iniciales de trabajo (mm); Wf, Lf son ancho y largo finales de trabajo (mm).

En el laminado plano también permanece constante la velocidad volumétrica del material, por tanto, la velocidad de entrada (inicial) y salida (final) del material se relacionan de la siguiente manera:

Donde: vo y vf son las velocidades de entrada y salida del material de trabajo.

La superficie de los rodillos, que esta en contacto con el material a lo largo de un arco definido por el ángulo: θ ,tiene una velocidad superficial: vr ésta velocidad es menor que: vf y mayor que: v0

A lo largo de la superficie de contacto con los rodillos la velocidad del material va cambiando gradualmente y hay un punto a lo largo del arco en el que la velocidad del material es la misma que la de los rodillos. Este punto recibe el nombre de «punto neutro». A ambos lados de dicho punto se producen deslizamientos y fricción entre el material y los rodillos. La cantidad de deslizamiento que se produce entre el material y los rodillos se mide como «deslizamiento hacia delante»:

Donde: s = deslizamiento hacia adelante, vf = velocidad final del trabajo (salida) (m/s); vr = velocidad del rodillo (m/s).

Expresamos en forma de ecuación la deformación real a partir del espesor inicial y final del material de trabajo. Utilizamos

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