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Girar una barra de metal en un torno.

La metalurgia es el proceso de dar forma y remodelar metales para crear objetos, piezas, ensamblajes y estructuras a gran escala útiles. Como término, cubre una amplia y diversa gama de procesos, habilidades y herramientas para producir objetos en todas las escalas: desde enormes barcos , edificios y puentes hasta piezas precisas de motores y delicadas joyas .

Las raíces históricas de la metalurgia son anteriores a la historia registrada; su uso abarca culturas, civilizaciones y milenios. Ha evolucionado desde dar forma a metales nativos blandos como el oro con herramientas manuales simples, pasando por la fundición de minerales y la forja en caliente de metales más duros como el hierro , hasta procesos modernos altamente técnicos como el mecanizado y la soldadura . Se ha utilizado como industria, motor del comercio, pasatiempos individuales y en la creación de arte; [1] se puede considerar tanto una ciencia como un oficio.

Los procesos modernos de mecanizado de metales, aunque diversos y especializados, pueden clasificarse en una de tres amplias áreas conocidas como procesos de conformado, corte o unión. Los talleres de metalurgia modernos, típicamente conocidos como talleres de máquinas , tienen una amplia variedad de máquinas herramienta especializadas o de uso general capaces de crear productos útiles y de alta precisión. Muchas técnicas de trabajo de metales más simples, como la herrería , ya no son económicamente competitivas; estos pueden realizarse como pasatiempos individuales o recreaciones históricas.

Prehistoria [ editar ]

La evidencia arqueológica más antigua de explotación y explotación del cobre fue el descubrimiento de un colgante de cobre en el norte de Irak desde el 8700 a. C. [2] La evidencia más antigua corroborada y fechada del trabajo de los metales en las Américas fue el procesamiento del cobre en Wisconsin , cerca del lago Michigan . El cobre se martillaba hasta que se volvía quebradizo y luego se calentaba para poder trabajarlo más. Esta tecnología data de aproximadamente 4000-5000 a. C. [3] Los artefactos de oro más antiguos del mundo provienen de la necrópolis búlgara de Varna y datan del 4450 a. C.

No todos los metales requieren fuego para obtenerlos o trabajarlos. Isaac Asimov especuló que el oro era el "primer metal". [4] Su razonamiento es que, por su química , se encuentra en la naturaleza como pepitas de oro puro. En otras palabras, el oro, por raro que sea, a veces se encuentra en la naturaleza como metal nativo . Algunos metales también se pueden encontrar en meteoros . Casi todos los demás metales se encuentran en los minerales , una roca que contiene minerales , que requieren calor o algún otro proceso para liberar el metal. Otra característica del oro es que se puede trabajar a medida que se encuentra, lo que significa que no hay tecnología más allá de un martillo de piedra y un yunque.se necesita para trabajar el metal. Este es el resultado de las propiedades de maleabilidad y ductilidad del oro . Las primeras herramientas fueron piedra, hueso , madera y tendones , todo lo cual fue suficiente para trabajar el oro.

En algún momento desconocido, se conoció el proceso de liberación de metales de la roca por medio del calor , y se demandaron rocas ricas en cobre, estaño y plomo . Estos minerales fueron extraídos dondequiera que fueran reconocidos. Se han encontrado restos de minas tan antiguas en todo el suroeste de Asia . [5] Los habitantes de Mehrgarh, del sur de Asia, llevaron a cabo el trabajo de los metales entre el 7000 y el 3300 a. C. [6] El final del comienzo del trabajo de los metales ocurre en algún momento alrededor del 6000 a. C. cuando la fundición de cobre se hizo común en el suroeste de Asia.

Las civilizaciones antiguas conocían siete metales. Aquí están ordenados por su potencial de oxidación (en voltios ):

  • Hierro +0,44 V,
  • Estaño +0,14 V
  • Plomo +0,13 V
  • Cobre −0,34 V
  • Mercurio −0,79 V
  • Plata −0,80 V
  • Oro −1,50 V.

El potencial de oxidación es importante porque es un indicador de cuán estrechamente unido al mineral es probable que esté el metal. Como puede verse, el hierro es significativamente más alto que los otros seis metales, mientras que el oro es dramáticamente más bajo que los seis por encima de él. La baja oxidación del oro es una de las principales razones por las que el oro se encuentra en las pepitas. Estas pepitas son oro relativamente puro y se pueden trabajar a medida que se encuentran.

El mineral de cobre, que es relativamente abundante, y el de estaño se convirtieron en las siguientes sustancias importantes en la historia del trabajo de los metales. Usando calor para fundir el cobre del mineral, se produjo una gran cantidad de cobre. Se utilizó tanto para joyería como para herramientas simples; Sin embargo, el cobre por sí solo era demasiado blando para herramientas que requieren bordes y rigidez. En algún momento se añadió estaño al cobre fundido y de ese modo se desarrolló el bronce . El bronce es una aleación de cobre y estaño. El bronce fue un avance importante porque tenía la durabilidad de los bordes y la rigidez que le faltaba al cobre puro. Hasta la llegada del hierro, el bronce era el metal más avanzado para herramientas y armas de uso común (ver Edad del Bronce para más detalles).

Fuera del suroeste de Asia, estos mismos avances y materiales se estaban descubriendo y utilizando en todo el mundo. La gente en China y Gran Bretaña comenzó a usar bronce con poco tiempo dedicado al cobre. Los japoneses comenzaron a utilizar el bronce y el hierro casi al mismo tiempo. En las Américas fue diferente. Aunque los pueblos de las Américas conocían los metales, no fue hasta la colonización europea que el trabajo de los metales para herramientas y armas se hizo común. La joyería y el arte fueron los principales usos de los metales en las Américas antes de la influencia europea.

Alrededor del 2700 a. C., la producción de bronce era común en lugares donde se podían ensamblar los materiales necesarios para fundir, calentar y trabajar el metal. El hierro comenzaba a fundirse y comenzó a surgir como un metal importante para herramientas y armas. El período que siguió se conoció como la Edad del Hierro .

Historia [ editar ]

Un operador de torno de torreta que mecaniza piezas para aviones de transporte en la planta de Consolidated Aircraft Corporation, Fort Worth, Texas, EE. UU. En la década de 1940.

Durante los períodos históricos de los faraones en Egipto , los reyes védicos en la India , las tribus de Israel y la civilización maya en América del Norte , entre otras poblaciones antiguas, los metales preciosos comenzaron a tener un valor asociado. En algunos casos, las reglas de propiedad, distribución y comercio fueron creadas, aplicadas y acordadas por los pueblos respectivos. En los períodos anteriores, los trabajadores metalúrgicos eran muy hábiles para crear objetos de adorno, artefactos religiosos e instrumentos comerciales de metales preciosos (no ferrosos), así como armas generalmente de hierro.metales y / o aleaciones . Estas habilidades fueron bien ejecutadas. Las técnicas fueron practicadas por artesanos, herreros , practicantes atharvavédicos , alquimistas y otras categorías de trabajadores metalúrgicos de todo el mundo. Por ejemplo, la técnica de granulación fue empleada por numerosas culturas antiguas antes de que el registro histórico muestre que la gente viajó a regiones lejanas para compartir este proceso. Esta y muchas otras técnicas antiguas todavía son utilizadas por los orfebres en la actualidad.

A medida que pasaba el tiempo, los objetos metálicos se volvieron más comunes y cada vez más complejos. La necesidad de seguir adquiriendo y trabajando metales cobró importancia. Las habilidades relacionadas con la extracción de minerales metálicos de la tierra comenzaron a evolucionar y los orfebres adquirieron más conocimientos. Los herreros se convirtieron en miembros importantes de la sociedad. El destino y la economía de civilizaciones enteras se vieron muy afectados por la disponibilidad de metales y orfebres. El trabajador metalúrgico depende de la extracción de metales preciosos para hacer joyas , construir productos electrónicos más eficientes y para aplicaciones industriales y tecnológicas, desde la construcción hasta el transporte de contenedores , el ferrocarril y el transporte aéreo.. Sin metales, los bienes y servicios dejarían de moverse por el mundo en la escala que conocemos hoy.

Procesos generales [ editar ]

Un cuadrado de combinación utilizado para transferir diseños.
Se utiliza una pinza para medir con precisión una longitud corta.

El trabajo de los metales generalmente se divide en tres categorías: conformado , corte y unión . La mayoría de los cortes de metal se realizan con herramientas de acero de alta velocidad o herramientas de carburo. [7] Cada una de estas categorías contiene varios procesos.

Antes de la mayoría de las operaciones, el metal debe marcarse y / o medirse, según el producto final deseado.

El marcado (también conocido como diseño) es el proceso de transferir un diseño o patrón a una pieza de trabajo y es el primer paso en la artesanía de la metalurgia. Se realiza en muchas industrias o aficiones, aunque en la industria, la repetición elimina la necesidad de marcar cada pieza individual. En el área de oficios de metal, el marcado consiste en transferir el plano del ingenieroa la pieza de trabajo en preparación para el siguiente paso, mecanizado o fabricación.

Los calibradores son herramientas manuales diseñadas para medir con precisión la distancia entre dos puntos. La mayoría de los calibradores tienen dos juegos de bordes planos paralelos que se utilizan para medir el diámetro interior o exterior. Estos calibradores pueden tener una precisión de una milésima de pulgada (25,4 μm). Los diferentes tipos de calibradores tienen diferentes mecanismos para mostrar la distancia medida. Cuando es necesario medir objetos más grandes con menos precisión, amenudo se usauna cinta métrica .

Casting [ editar ]

Un molde de fundición en arena

La fundición logra una forma específica vertiendo metal fundido en un molde y dejándolo enfriar, sin fuerza mecánica. Las formas de fundición incluyen:

  • Fundición a la cera perdida (llamada fundición a la cera perdida en el arte)
  • Fundición centrífuga
  • Fundición a presión
  • Moldeo en arena
  • Fundición de conchas
  • Spin casting

Procesos de formación [ editar ]

Estos procesos de conformado modifican el metal o la pieza de trabajo deformando el objeto, es decir, sin remover ningún material. El conformado se realiza con un sistema de fuerzas mecánicas y, especialmente para el conformado de metales a granel, con calor.

Procesos de formación a granel [ editar ]

Una pieza de trabajo de metal al rojo vivo se inserta en una prensa de forja.

La deformación plástica implica el uso de calor o presión para hacer que una pieza de trabajo sea más conductiva a la fuerza mecánica. Históricamente, esto y la fundición fueron realizados por herreros, aunque hoy el proceso se ha industrializado. En la conformación de metales a granel, la pieza de trabajo generalmente se calienta.

  • Tallaje en frío
  • Extrusión
  • Dibujo
  • Forjar
  • Metalurgia de polvos
  • Perforación por fricción
  • Laminación
  • Bruñido

Procesos de formación de láminas (y tubos) [ editar ]

Estos tipos de procesos de conformado implican la aplicación de fuerza mecánica a temperatura ambiente. Sin embargo, algunos desarrollos recientes implican el calentamiento de matrices y / o piezas. Los avances en la tecnología automatizada de mecanizado de metales han hecho posible el estampado progresivo con troquel, que es un método que puede abarcar punzonado, acuñado, doblado y varias otras formas siguientes que modifican el metal a un menor costo y, al mismo tiempo, generan menos desechos. [ cita requerida ]

  • Doblado
  • Acuñando
  • Decambering
  • Embutición profunda (DD)
  • Flowforming
  • Hidroformado (HF)
  • Formación de gas de metal caliente
  • Endurecimiento por prensado en caliente [9]
  • Formación incremental (IF)
  • Hilado , conformado por cizallamiento o conformado por flujo
    Un jarrón de latón hilado en metal
  • Levantamiento
  • Perfilado
  • Doblado de rollos
  • Repoussé y persiguiendo
  • Formación de almohadillas de goma
  • Cizallamiento
  • Estampado
  • Conformado superplástico (SPF)
  • Rueda con una rueda inglesa (máquina de ruedas)

Procesos de corte [ editar ]

Una máquina de corte por plasma CNC .

El corte es una colección de procesos en los que el material se lleva a una geometría específica eliminando el exceso de material utilizando varios tipos de herramientas para dejar una pieza terminada que cumpla con las especificaciones. El resultado neto del corte son dos productos, el desperdicio o material sobrante y la pieza terminada. En carpintería, los residuos serían aserrín y exceso de madera. Al cortar metales, los residuos son virutas o virutas y exceso de metal.

Los procesos de corte se dividen en una de las tres categorías principales:

  • Procesos de producción de virutas más comúnmente conocidos como mecanizado
  • Quema, un conjunto de procesos en los que el metal se corta oxidando un corte para separar piezas de metal.
  • Proceso de especialidad miscelánea, que no cae fácilmente en ninguna de las categorías anteriores.

Perforar un agujero en una pieza de metal es el ejemplo más común de un proceso de producción de virutas. Usar un soplete de corte de oxicombustible para separar una placa de acero en pedazos más pequeños es un ejemplo de combustión. La molienda química es un ejemplo de un proceso especializado que elimina el exceso de material mediante el uso de productos químicos de grabado y de enmascaramiento.

Hay muchas tecnologías disponibles para cortar metal, que incluyen:

  • Tecnologías manuales: sierra , cincel , cizalla o tijeras
  • Tecnologías de máquinas: torneado , fresado , taladrado , rectificado , aserrado
  • Tecnologías de soldadura / combustión: combustión por láser , combustión de oxicombustible y plasma
  • Tecnologías de erosión: por chorro de agua , descarga eléctrica o mecanizado de flujo abrasivo .
  • Tecnologías químicas: mecanizado fotoquímico

Se utiliza líquido de corte o refrigerante cuando hay una fricción y un calor importantes en la interfaz de corte entre un cortador, como un taladro o una fresa, y la pieza de trabajo. Generalmente, el refrigerante se introduce mediante un rociado a través de la cara de la herramienta y la pieza de trabajo para disminuir la fricción y la temperatura en la interfaz de la herramienta de corte / pieza de trabajo para evitar un desgaste excesivo de la herramienta. En la práctica, existen muchos métodos para suministrar refrigerante.

Fresado [ editar ]

Una fresadora en funcionamiento, incluidas las mangueras de refrigerante.

El fresado es la forma compleja de metal u otros materiales mediante la eliminación de material para formar la forma final. Generalmente se realiza en una fresadora , una máquina motorizada que en su forma básica consiste en una fresa que gira alrededor del eje del husillo (como un taladro ) y una mesa de trabajo que puede moverse en múltiples direcciones (generalmente dos dimensiones [ eje xey] relativo a la pieza de trabajo). El husillo generalmente se mueve en el eje z. Es posible levantar la mesa (donde descansa la pieza de trabajo). Las fresadoras se pueden operar manualmente o bajo control numérico por computadora (CNC), y pueden realizar una gran cantidad de operaciones complejas, como corte de ranuras, cepillado ,perforación y roscado , rebajado , enrutamiento , etc. Dos tipos comunes de molinos son el molino horizontal y el molino vertical.

Las piezas producidas suelen ser objetos 3D complejos que se convierten en coordenadas x, y, z que luego se introducen en la máquina CNC y le permiten completar las tareas requeridas. La fresadora puede producir la mayoría de las piezas en 3D, pero algunas requieren que los objetos se giren alrededor del eje de coordenadas x, y o z (según la necesidad). Las tolerancias vienen en una variedad de estándares, dependiendo del lugar. En los países que todavía utilizan el sistema imperial, esto suele estar en milésimas de pulgada (unidad conocida como ), dependiendo de la máquina específica. En muchos otros países europeos, se utilizan en su lugar normas que siguen la ISO.

Para mantener fríos tanto la broca como el material, se utiliza un refrigerante de alta temperatura. En la mayoría de los casos, el refrigerante se rocía desde una manguera directamente sobre la broca y el material. Este refrigerante puede ser controlado por la máquina o por el usuario, según la máquina.

Los materiales que se pueden fresar van desde aluminio hasta acero inoxidable y casi todo lo que se encuentra en el medio. Cada material requiere una velocidad diferente en la herramienta de fresado y varía en la cantidad de material que se puede eliminar en una pasada de la herramienta. Los materiales más duros generalmente se muelen a velocidades más lentas y se eliminan pequeñas cantidades de material. Los materiales más blandos varían, pero generalmente se muelen con una alta velocidad de bits.

El uso de una fresadora agrega costos que se tienen en cuenta en el proceso de fabricación. Cada vez que se utiliza la máquina también se utiliza refrigerante, que se debe agregar periódicamente para evitar que se rompan las brocas. También se debe cambiar una broca de fresado según sea necesario para evitar daños en el material. El tiempo es el factor más importante para los costos. Las piezas complejas pueden requerir horas para completarse, mientras que las piezas muy simples solo toman unos minutos. Esto, a su vez, también varía el tiempo de producción, ya que cada pieza requerirá diferentes cantidades de tiempo.

La seguridad es clave con estas máquinas. Las brocas viajan a altas velocidades y eliminan trozos de metal caliente generalmente hirviendo. La ventaja de tener una fresadora CNC es que protege al operador de la máquina.

Girando [ editar ]

Un torno cortando material de una pieza de trabajo.

El torneado es un proceso de corte de metal para producir una superficie cilíndrica con una herramienta de un solo punto. La pieza de trabajo se hace girar sobre un husillo y la herramienta de corte se alimenta radialmente, axialmente o ambos. La producción de superficies perpendiculares al eje de la pieza de trabajo se denomina refrentado. La producción de superficies que utilizan alimentaciones radiales y axiales se denomina perfilado. [10]

Un torno es una máquina herramienta que hace girar un bloque o cilindro de material de modo que cuando se aplican herramientas abrasivas , de corte o de deformación a la pieza de trabajo, se le puede dar forma para producir un objeto que tiene simetría rotacional alrededor de un eje de rotación . Ejemplos de objetos que se pueden producir en un torno incluyen candelabros , cigüeñales , árboles de levas y soportes de cojinetes .

Los tornos tienen cuatro componentes principales: la cama, el cabezal, el carro y el contrapunto. La cama es una base precisa y muy fuerte sobre la que descansan todos los demás componentes para su alineación. El husillo del cabezal asegura la pieza de trabajo con un mandril , cuyas mordazas (generalmente tres o cuatro) se aprietan alrededor de la pieza. El husillo gira a alta velocidad, proporcionando la energía para cortar el material. Si bien históricamente los tornos funcionaban con correas de un eje lineal , los ejemplos modernos utilizan motores eléctricos. La pieza de trabajo se extiende fuera del husillo a lo largo del eje de rotación por encima de la cama plana. El carro es una plataforma que se puede mover de forma precisa e independiente paralela y perpendicular al eje de rotación. Un endurecidoLa herramienta de corte se sostiene a la altura deseada (generalmente en el medio de la pieza de trabajo) por el poste de la herramienta. Luego, el carro se mueve alrededor de la pieza de trabajo giratoria y la herramienta de corte elimina gradualmente el material de la pieza de trabajo. El contrapunto puede deslizarse a lo largo del eje de rotación y luego bloquearse en su lugar según sea necesario. Puede contener centros para asegurar aún más la pieza de trabajo, o herramientas de corte introducidas en el extremo de la pieza de trabajo.

Otras operaciones que se pueden realizar con una herramienta de un solo punto en un torno son: [10]

Biselado: Cortar un ángulo en la esquina de un cilindro.
Tronzado: La herramienta se introduce radialmente en la pieza de trabajo para cortar el extremo de una pieza.
Roscado : una herramienta se alimenta a lo largo y a lo largo de la superficie exterior o interior de las piezas giratorias para producir roscas externas o internas .
Mandrinado : una herramienta de un solo punto se alimenta de forma lineal y paralela al eje de rotación para crear un agujero redondo.
Perforación : Introducir la broca en la pieza de trabajo de forma axial.
Moleteado : utiliza una herramienta para producir una textura de superficie rugosa en la pieza de trabajo. Se utiliza con frecuencia para permitir el agarre con la mano en una pieza de metal.

Los tornos modernos de control numérico por computadora (CNC) y los centros de mecanizado (CNC) pueden realizar operaciones secundarias como el fresado mediante el uso de herramientas accionadas. Cuando se utilizan herramientas impulsadas, la pieza de trabajo deja de girar y la herramienta impulsada ejecuta la operación de mecanizado con una herramienta de corte giratoria. Las máquinas CNC utilizan las coordenadas x, y, z para controlar las herramientas de torneado y producir el producto. La mayoría de los tornos CNC de hoy en día pueden producir la mayoría de los objetos torneados en 3D.

Se pueden tornear casi todos los tipos de metal, aunque se necesitan más tiempo y herramientas de corte especializadas para piezas de trabajo más duras .

Enhebrar [ editar ]

Tres tipos y tamaños diferentes de grifos.

Hay muchos procesos de roscado que incluyen: corte de roscas con un macho o matriz , fresado de roscas, corte de roscas de un solo punto, laminado de roscas, laminado y conformado de raíces en frío y rectificado de roscas. Se utiliza un macho para cortar una rosca hembra en la superficie interior de un orificio pretaladrado, mientras que un troquel corta una rosca macho en una varilla cilíndrica preformada.

Molienda [ editar ]

Una amoladora de superficie

El rectificado utiliza un proceso abrasivo para eliminar el material de la pieza de trabajo. Una rectificadora es una máquina herramienta que se utiliza para producir acabados muy finos, realizar cortes muy ligeros o formas de alta precisión utilizando una muela abrasiva como dispositivo de corte. Esta rueda puede estar compuesta de varios tamaños y tipos de piedras, diamantes o materiales inorgánicos .

La amoladora más simple es una amoladora de banco o una amoladora angular manual, para desbarbar piezas o cortar metal con un disco zip.

Los molinos han aumentado de tamaño y complejidad con los avances en el tiempo y la tecnología. Desde los viejos tiempos de una amoladora de sala de herramientas manual que afilaba fresas para un taller de producción, hasta la celda de fabricación de carga automática CNC de 30000 RPM de hoy que produce turbinas de chorro, los procesos de amolado varían mucho.

Las amoladoras deben ser máquinas muy rígidas para producir el acabado requerido. Algunas amoladoras incluso se utilizan para producir escalas de vidrio para posicionar el eje de la máquina CNC. La regla común es que las máquinas que se utilizan para producir básculas son 10 veces más precisas que las máquinas para las que se producen las piezas.

En el pasado, las amoladoras se usaban para operaciones de acabado solo debido a las limitaciones de las herramientas. Los materiales de las muelas modernas y el uso de diamantes industriales u otros recubrimientos artificiales (nitruro de boro cúbico) en las formas de las muelas han permitido a las amoladoras lograr excelentes resultados en los entornos de producción en lugar de quedar relegadas a la parte trasera del taller.

La tecnología moderna tiene operaciones de rectificado avanzadas para incluir controles CNC, altas tasas de remoción de material con alta precisión, lo que se presta bien a aplicaciones aeroespaciales y corridas de producción de alto volumen de componentes de precisión.

Archivando [ editar ]

Una lima es una superficie abrasiva como esta que permite a los maquinistas eliminar cantidades pequeñas e imprecisas de metal.

El limado es una combinación de rectificado y corte de dientes de sierra utilizando una lima . Antes del desarrollo de los equipos de mecanizado modernos, proporcionaba un medio relativamente preciso para la producción de piezas pequeñas, especialmente aquellas con superficies planas. El hábil uso de una lima permitía al maquinista trabajar con tolerancias finas y era el sello distintivo del oficio. En la actualidad, el limado rara vez se utiliza como técnica de producción en la industria, aunque sigue siendo un método común de desbarbado .

Otro [ editar ]

El brochado es una operación de mecanizado que se utiliza para cortar chaveteros en ejes. El mecanizado por haz de electrones (EBM) es un proceso de mecanizado en el que los electrones de alta velocidad se dirigen hacia una pieza de trabajo, creando calor y vaporizando el material. El mecanizado ultrasónico utiliza vibraciones ultrasónicas para mecanizar materiales muy duros o quebradizos.

Unirse a procesos [ editar ]

Soldadura mig

Soldadura [ editar ]

La soldadura es un proceso de fabricación que une materiales, generalmente metales o termoplásticos , provocando coalescencia . Esto a menudo se hace fundiendo las piezas de trabajo y agregando un material de relleno para formar un charco de material fundido que se enfría para convertirse en una unión fuerte, pero a veces se usa presión junto con el calor , o por sí misma, para producir la soldadura.

Se pueden utilizar muchas fuentes de energía diferentes para la soldadura, incluida una llama de gas , un arco eléctrico , un láser, un haz de electrones , fricción y ultrasonido . Aunque a menudo es un proceso industrial, la soldadura se puede realizar en muchos entornos diferentes, incluido el aire libre, bajo el agua y en el espacio . Sin embargo, independientemente de la ubicación, la soldadura sigue siendo peligrosa y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras, descargas eléctricas , humos venenosos y sobreexposición a la luz ultravioleta .

Soldadura fuerte [ editar ]

La soldadura fuerte es un proceso de unión en el que se funde un metal de aportación y se introduce en un capilar formado por el ensamblaje de dos o más piezas de trabajo. El metal de aportación reacciona metalúrgicamente con la (s) pieza (s) de trabajo y se solidifica en el capilar, formando una unión fuerte. A diferencia de la soldadura, la pieza de trabajo no se funde. La soldadura fuerte es similar a la soldadura fuerte, pero ocurre a temperaturas superiores a 450 ° C (842 ° F). La soldadura fuerte tiene la ventaja de producir menos esfuerzos térmicos que la soldadura, y los conjuntos soldados tienden a ser más dúctiles que las soldaduras porque los elementos de aleación no se pueden segregar ni precipitar.

Las técnicas de soldadura fuerte incluyen, soldadura fuerte por llama, soldadura fuerte por resistencia, soldadura fuerte en horno, soldadura fuerte por difusión, soldadura fuerte inductiva y soldadura fuerte al vacío.

Soldar [ editar ]

Soldar una placa de circuito impreso.

La soldadura es un proceso de unión que se produce a temperaturas inferiores a 450 ° C (842 ° F). Es similar a la soldadura fuerte en la forma en que un relleno se funde y se introduce en un capilar para formar una junta, aunque a una temperatura más baja. Debido a esta temperatura más baja y a las diferentes aleaciones que se utilizan como rellenos, la reacción metalúrgica entre el relleno y la pieza de trabajo es mínima, lo que resulta en una unión más débil.

Fascinante [ editar ]

El remachado es uno de los procesos de unión de piezas metálicas más antiguos. [ cita requerida ] Su uso disminuyó notablemente durante la segunda mitad del siglo XX, [ cita requerida ] pero aún conserva usos importantes en la industria y la construcción, y en artesanías como joyería , armaduras medievales y alta costura en metal a principios del siglo XXI . El uso anterior de remaches está siendo reemplazado por mejoras en las técnicas de soldadura y fabricación de componentes .

Un remache es esencialmente un perno de dos cabezas y sin rosca que mantiene unidas otras dos piezas de metal. Se perforan o perforan agujeros a través de las dos piezas de metal que se unirán. Al estar alineados los orificios, se pasa un remache a través de los orificios y se forman cabezas permanentes en los extremos del remache utilizando martillos y matrices de formación (ya sea en frío o en caliente ). Los remaches se compran comúnmente con una cabeza ya formada.

Cuando es necesario quitar los remaches, se corta una de las cabezas de los remaches con un cincel frío . A continuación, se saca el remache con un martillo y un punzón .

Procesos asociados [ editar ]

Si bien estos procesos no son procesos primarios de trabajo de metales, a menudo se realizan antes o después de los procesos de trabajo de metales.

Tratamiento térmico [ editar ]

Los metales se pueden tratar térmicamente para alterar las propiedades de resistencia, ductilidad, tenacidad, dureza o resistencia a la corrosión. Los procesos habituales de tratamiento térmico incluyen recocido , endurecimiento por precipitación , temple y revenido . El proceso de recocido suaviza el metal al permitir la recuperación del trabajo en frío y el crecimiento del grano. El temple se puede utilizar para endurecer aceros de aleación, o en aleaciones endurecibles por precipitación, para atrapar átomos de soluto disueltos en solución. El revenido hará que los elementos de aleación disueltos se precipiten o, en el caso de los aceros templados, mejorará la resistencia al impacto y las propiedades dúctiles.

A menudo, los tratamientos mecánicos y térmicos se combinan en lo que se conoce como tratamientos termomecánicos para obtener mejores propiedades y un procesamiento más eficiente de los materiales. Estos procesos son comunes a los aceros especiales de alta aleación, superaleaciones y aleaciones de titanio.

Revestimiento [ editar ]

La galvanoplastia es una técnica común de tratamiento de superficies. Consiste en unir una fina capa de otro metal como oro , plata , cromo o zinc a la superficie del producto por hidrólisis. Se utiliza para reducir la corrosión, crear resistencia a la abrasión y mejorar la apariencia estética del producto. El enchapado puede incluso cambiar las propiedades de la pieza original, incluida la conductividad, la disipación de calor o la integridad estructural. Hay cuatro métodos principales de galvanoplastia para garantizar el recubrimiento adecuado y la rentabilidad por producto: enchapado en masa, enchapado en rack, enchapado continuo y enchapado en línea. [ cita requerida ]

Pulverización térmica [ editar ]

Las técnicas de pulverización térmica son otra opción de acabado popular y, a menudo, tienen mejores propiedades a altas temperaturas que los recubrimientos galvanizados debido al recubrimiento más grueso. Los cuatro procesos principales de pulverización térmica incluyen la pulverización por arco de alambre eléctrico, la pulverización de llama (combustión de oxiacetileno), la pulverización de plasma y la pulverización de oxicombustible de alta velocidad (HVOF). [ cita requerida ]

Ver también [ editar ]

  • Obra ornamental de bronce y latón
  • Lista de ocupaciones metalúrgicas
  • Ensayo de metales
  • Herramientas manuales para trabajar metales

General:

  • Lista de procesos de fabricación
  • Cronología de la tecnología de materiales

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Esculturas de metal Steampunk" . Archivado desde el original el 7 de julio de 2015 . Consultado el 30 de agosto de 2012 .
  2. ^ Hesse, Rayner, W. (2007). La fabricación de joyas a través de la historia: una enciclopedia. Grupo editorial Greenwood. pag. 56. ISBN 0-313-33507-9 . 
  3. ^ Emory Dean Keoke; Kay Marie Porterfield (2002). Enciclopedia de las contribuciones de los indios americanos al mundo: 15.000 años de invenciones e innovaciones . Publicación de Infobase. págs. 14–. ISBN 978-1-4381-0990-9. Consultado el 8 de julio de 2012 .
  4. ^ Asimov, Isaac: "El sistema solar y la espalda", págs. 151 y sigs. Doubleday and Company, Inc. 1969.
  5. ^ Percy Knauth y col. "La aparición del hombre, The Metalsmiths", págs. 10-11 y sigs. Libros de la vida en el tiempo, 1974.
  6. ^ Possehl, Gregory L. (1996). Mehrgarh en Oxford Companion to Archaeology , Brian Fagan (Ed.). Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN 0-19-507618-4 
  7. ^ Mecánica de corte de metales. , Mechanicalsite.com, consultado el 5 de 14 de 2019.
  8. ^ Degarmo, E. Paul; Black, J T .; Kohser, Ronald A. (2003). Materiales y procesos en la fabricación (9ª ed.). Wiley. pag. 183 . ISBN 0-471-65653-4.
  9. ^ Karbasian, H .; Tekkaya, AE (2010). "Una revisión sobre el estampado en caliente". Revista de tecnología de procesamiento de materiales . 210 (15): 2103. doi : 10.1016 / j.jmatprotec.2010.07.019 .
  10. ^ a b Schneider, George. Capítulo 4: Operaciones y herramientas de torneado , American Machinist, enero de 2010

Enlaces externos [ editar ]

  • Schneider, George. "Capítulo 1: Materiales de herramientas de corte", American Machinist , octubre de 2009
  • Schneider, George. "Aplicaciones de herramientas de corte: Capítulo 2 Métodos de extracción de metal", American Machinist , noviembre de 2009
  • Vídeos sobre metalurgia publicados por Institut für den Wissenschaftlichen Film. Disponible en el AV-Portal de la Biblioteca Nacional de Ciencia y Tecnología de Alemania .
  • Evidencias de referencia histórica del trabajo de los metales