LOS ACEROS

INTRODUCCION

Los aceros son aleaciones de hierro carbono, aptas para ser deformadas en frío y en caliente.

Generalmente el porcentaje de carbono no excede e 1,76%.

El acero se obtiene sometiendo e arrabio a un proceso de descarburacion y eliminación de impurezas llamado afino (oxidación del elemento carbono)

Atendiendo al porcentaje de carbono, los aceros se clasifican en:

Aceros hipoentectoides, si su porcentaje de carbono es inferior al punto S (entectoide), o sea al 0,89%.

Aceros hiperentectoides, si su porcentaje de carbono es superior al punto S.

Desde el punto de vista de su composición, los aceros se pueden clasificar en dos grandes grupos:

1. Aceros al carbono: formados principalmente por hierro y carbono 2. Aceros aleados: Contienen, además del carbono otros elementos en

cantidades suficientes como para alterar sus propiedades (dureza, puntos críticos, tamaño del grano, templabilidad, resistencia a la corrosión)

3. Con respecto a su composición, puede ser de baja o alta aleación y los elementos que puede contener el acero pueden ser tanto deseables como indeseables, en forma de impurezas.

Elementos que influyen en la resistencia a la corrosión.

El cromo favorece la resistencia a la corrosión; integra la estructura del cristal metálico, atrae el oxigeno y hace que el acero no se oxide.

El molibdeno y el volframio también favorecen la resistencia ala oxidación.

Clasificación según la aplicación de los metales

En la industria, cada fabricante designa los aceros que produce con una denominación arbitraria, lo cual origina una verdadera complicación a la hora de elegir un acero o de establecer las equivalencias entre aceros de distintos fabricantes. Para evitar este inconveniente, el instituto del hierro y el acero adopta una clasificación que se ha incluido en las normas UNE españolas. (también existen las normas AISI de Estados Unidos)

El IHA clasifica los materiales metalúrgicos en 5 grandes grupos:

F- Aleaciones férreas

L- Aleaciones ligeras

C- Aleaciones de cobre

V- Aleaciones varias

S- Productos sintetizados

Estos productos metalúrgicos se clasifican en series, grupos y tipos.

Las series que corresponden a los aceros van desde la F-100 hasta la F-900

La serie F-300 corresponde a los aceros resistentes a la oxidación y a la corrosión, en particular la serie F-310 corresponde a los aceros inoxidables.

Los aceros se suministran en estado bruto de forja o laminación

Tratamientos

Son los procesos a los que se somete los metales y aleaciones ya sea para modificar su estructura, cambiar la forma y tamaño de sus granos o bien por transformación de sus constituyentes.

El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecánicas, o adaptarlas, dándole características especiales a las aplicaciones que se le van a dar la las piezas de esta manera se obtiene un aumento de dureza y resistencia mecánica, así como mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación.

Los tratamientos pueden ser mecánicos, térmicos o consistir en la aportación de algún elemento a la superficie de la pieza.

Tratamientos térmicos: recocido, temple, revenido, normalizado

Tratamientos termoquímicos: cementación, nitruración, cianurización, etc.

Tratamientos mecánicos

Se somete al metal a operaciones de deformación frío o caliente para mejorar sus propiedades mecánicas y además darle formas determinadas.

Al deformar mecánicamente un metal mediante martillado, laminado, etc., sus granos son deformados alargándose en el sentido de la deformación. Lo mismo pasa con las impurezas y defectos, se modifican las estructuras y las propiedades del metal.

Tratamientos en frío

Son los tratamientos realizados por debajo de la temperatura de re cristalización, pueden ser profundos o superficiales.

Aumento de la dureza y la resistencia a la tracción.

Disminuye su plasticidad y tenacidad

Cambio en la estructura: deformación de granos y tensiones originadas, se dice entonces que el metal tiene acritud (cuanto más deformación, más dureza).

Se produce fragilidad en el sentido contrario a la deformación (falta de homogeneidad en la deformación iguales tensiones en las diferentes capas del metal).

Cuando el metal tiene acritud, solo debe usarse cuando no importe su fragilidad o cuando los esfuerzos solo actúen en la dirección de la deformación.

Aceros resistentes a la oxidación y la corrosión

En los aceros inoxidables, la acción de los elementos aleados es sustancial, además de estructural, y depende del porcentaje del o los elementos de la aleación.

El cromo es el elemento aleado que más influye en la resistencia ala oxidación y a la corrosión de los aceros. Un 12% de cromo ya impide la corrosión por el aire ambiente húmedo. Para la oxidación a latas temperaturas se puede necesitar hasta un 30 %.

El Níquel mejora la resistencia a la corrosión de los aceros al cromo y el Molibdeno mejora la resistencia a la oxidación altas temperaturas.

Aceros inoxidables son resistentes a la corrosión atmosférica, s los ácidos y álcalis y ala oxidación a temperaturas no muy elevadas.

Clasificación según estructura en estado de utilización:

1. Ferríticos 2. Martensíticos 3. Austeníticos

1. Aceros ferríticos:

Estructura ferrítica a cualquier temperatura (o se convierte en estructura austenitica en el calentamiento). El grano no se regenera

Composición:

A. Resistencia a la corrosión superior a la de los martensíticos

B. 15-18% de cromo y una máxima de 0,12% de carbono

C. 20-80% de cromo y una máxima de 0,35% de carbono D. Aceros al cromo-aluminio hasta un 4% más resistentes a la oxidación

Son difíciles de soldar y se usan en embutición profunda por su gran ductilidad.

Son magnéticos.

2. Aceros martensíticos

Gran dureza cuando se los enfría rápidamente una vez austenizados.

A. 12 - 14 % de cromo, 0,20 – 0,50% de carbono

B. Principalmente en cuchillería.

C. 16-18% de cromo, 0,60-1; 20% de carbono

Por temple adquieren grandes durezas.

Resistentes a la corrosión y al desgaste

Tipo normalizado AISI –311: acero inoxidable extra dulce.

Menos del 0,1% de carbono, 13% de cromo y 0,30 % de níquel.

Resiste a la corrosión atmosférica, la del agua corriente y la de los ácidos y álcalis débiles.

Fácilmente sondable

Usos: utensilios domésticos, grifería, ornamentación, cubertería, etc.

3. Aceros austeníticos:

Estructura austeníticos a cualquier temperatura

Baja conductividad calorífica

Es el tipo de aceros más utilizados

Tipo normalizado AISI –314 Acero inoxidable austenítico al cromo níquel conocido como18/8.Contiene 0,08% de carbono, 18% de cromo y 9% de níquel.

Muy dúctil y resistente a la corrosión atmosférica, al agua de mar, al ataque de productos alimenticios, ciertos ácidos minerales y de la mayoría de los ácidos orgánicos.

Usos:

Construcción de equipos para la industria química y de la alimentación

Utensilios de cocina y aparatos domésticos que no requieren soldaduras en las zonas sometidas a fuerte corrosión.

Admite pulidos con acabados a espejo, por lo que también se usa para ornamentación.

 

EL ACERO Y SUS APLICACIONES

No se conoce la fecha exacta en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros útiles de hierro descubiertos datan del año 3000 a. C. pero se sabe que antes ya se empleaba este mineral para hacer adornos de hierro. Los griegos descubrieron hacia el 1000 a. C. una técnica para endurecer las armas de hierro mediante un tratamiento térmico.

Todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.c. se clasifican en la actualidad como hierro forjado. Para obtener estas aleaciones, se calentaba en un horno una masa de mineral de hierro y carbón vegetal. Mediante este tratamiento se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro llena de escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta masa esponjosa se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para eliminar la escoria y darle una determinada forma. El hierro que se producía en estas condiciones solía tener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En algunas ocasiones, y por error, solían producir autentico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro acabaron por aprender a fabricar acero, calentando hierro forjado y carbón vegetal en un recipiente de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero.

Después del siglo XIV se aumento el tamaño de los hornos empleados para fundir. En estos hornos, el mineral de hierro de la parte superior se convertía en hierro metálico y a continuación absorbía mas carbono debido a los gases que lo atravesaban. Como resultado daba arrabio, un metal que funde a temperatura menor que el hierro y el acero. Posteriormente se refinaba el arrabio para obtener acero.

En la producción moderna de acero se emplean altos hornos que son modelos perfeccionados de los que se usaban antiguamente. El arrabio se refina mediante chorros de aire. Este invento de debe a un británico llamado Henry Bessemer, que en 1855 desarrollo este inventó. Desde 1960 funcionan varios mini hornos que emplean electricidad para la producción

de acero a partir de chatarra pero las instalaciones de altos hornos son esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.

SIDERURGIA

La siderurgia es la tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones, en especial las que contiene un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los aceros. En general, el acero es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirse otros elementos. Algunas aleaciones denominadas hierros contienen más carbono que algunos aceros comerciales. Los distintos tipos de aceros contienen entre el 0,04 y el 2.25% de carbono. El hierro colado, el hierro colado maleable y el arrabio contienen entre un 2 y un 4% de carbono. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones, que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación, que puede ser manganeso silicio o cromo.

ACERO DE HORNO ELECTRICO

En algunos hornos el calor para fundir y refinar el acero procede de la electricidad y no de la combustión de gas. Como las condiciones de refinado de estos hornos se pueden regular más estrictamente, los hornos eléctricos son sobre todo útiles para producir acero inoxidable y aceros aleados que deben ser fabricados según unas especificaciones muy exigentes. El refinado se produce en una cámara hermética, donde la temperatura y otras condiciones se controlan de forma rigurosa mediante dispositivos automáticos. En las primeras fases de este proceso de refinado se inyecta oxígeno de alta pureza para aumentar la temperatura del horno y disminuye el tiempo necesario para producir el acero.

En la mayoría de los casos, la carga está formada casi exclusivamente por material de chatarra. Antes de poder utilizarla, la chatarra debe ser analizada y clasificada. También se añaden otros materiales, como pequeñas cantidades de mineral de hierro y cal seca, para contribuir a

eliminar el carbono y otras impurezas. Los elementos adicionales para la aleación se introducen con la carga o después, cuando se vierte a la cuchara de acero.

PROCESOS DE ACABADO

Existen distintos tipos de acabados para el acero, por lo tanto tiene una salida al mercado de gran variedad de formas y de tamaños, como varillas, tubos, raíles de ferrocarril o perfiles en H o en T. Estas formas se obtienen en las instalaciones siderúrgicas laminado los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo. El acabado del acero mejora también su calidad al refinar su estructura cristalina y aumentar su resistencia.

El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termo difusión y a continuación se hace pasar entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero.

El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de desbaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los rodillos para producir raíles o ríeles de ferrocarril o perfiles en H, en T o en L tienen estrías para proporcionar la forma adecuada.

Los procesos de fabricación modernos requieren gran cantidad de chapa de acero delgada. Los trenes o rodillos de laminado continuo producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5m. Estos laminadores procesan con rapidez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabaja. Las planchas de acero caliente de más de 10 cm de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente su espesor hasta unos 0,1 cm y aumentan su longitud de 4 a 370 metros. Los trenes de laminado continuo están equipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado o eliminación y dispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren.

El sistema de colada continua, en cambio, produce una plancha continua de acero con un espesor inferior a 5 cm, lo que elimina la necesidad de trenes de desbaste y laminado en bruto.

TUBOS

Los tubos más baratos se forman doblando una tira plana de acero caliente en forma cilíndrica y soldando los bordes para cerrar el tubo. En los tubos más pequeños, los bordes de la tira suelen superponerse y se pasan entre un par de rodillos curvados según el diámetro externo del tubo. La presión de los rodillos es suficiente para soldar los bordes. Los tubos sin soldaduras se fabrican a partir de barras sólidas haciéndolas pasar entre un par de rodillos inclinados entre los que está situada una barra metálica con punta que

perfora las barras y forma el interior del tubo mientras los rodillos forman el exterior.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO

Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultrarresistentes, aceros inoxidables y aceros de herramientas.

Aceros al carbono

El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, etc.

Aceros aleados

Estos aceros están compuestos por una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos; además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.

Aceros de baja aleación ultrarresistentes

Es la familia de aceros mas reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios.

Aceros inoxidables

Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar.

Aceros de herramientas

Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

TECNICAS Y METODOS DE OBTENCIÓN DEL ACERO Se introducen en el alto horno los materiales necesarios tales como el mineral de hierro, el carbón de coque que hace de combustible y también se introduce la piedra caliza que realiza la función de acelerar la fundición del hierro y su fusión con el carbono. Del alto horno salen dos productos uno llamado escoria que son los residuos del propio alto horno y otro es el producto deseado que se llama arrabio pero el arrabio es un acero con alto contenido en carbono por eso que se transporta cuando sale del alto horno en vagonetas llamadas torpedos( fig. 1.2) que lo transportan hasta el convertidor donde este arrabio se le baja el contenido de carbono mediante ferroaleaciones, fundente o chatarra este tres productos puede ir directamente al convertidor para ayudar en la obtención del acero o también puede ser convertidos en acero en un horno eléctrico y pasar directamente al paso posterior al convertidor que es el transportado en cucharas hasta los tres tipos de colada que son:

• COLADA CONTINUA: Se produce cuando el acero líquido se vierte sobre un molde de fondo desplazable cuya sección tiene la forma que nosotros deseamos que tenga el producto final " cuadrados, redondos, triangulares, planchas..." se le llama colada continua porque el producto sale sin parar hasta que se acaba el contenido de la cuchara, por lo tanto con este método se ahorra mucho dinero ya que no se necesita moldes, se consume menos energía, etc.

• COLADA DE LINGOTES: El acero se vierte sobre unas lingoteras o moldes que tienen una forma determinada y que al enfriarse y solidificarse dan un producto deseado para su transformación.

•COLADA CONVENCIONAL: El acero se vierte sobre unos moldes que tienen la forma del producto final y que cuando se enfría tiene la forma del mismo de las tres coladas vistas es la única que no necesita una transformación posterior al proceso.

Las dos primeras coladas necesitan procesos posteriores para lograr el producto final, por ejemplo el producto que sele de la colada de lingotes tiene que pasar por un horno de fosa (fig. 1.3) en el cual se unifican las temperaturas de interior y del exterior del producto, o sea, del acero.

De este proceso se pasa a otro que también se pasa directamente de la colada continua y que se llama tren desbastador en que los lingotes en caliente pasan por una serie de cilindros giratorios de gran potencia que los transforma en blooms y slab (fig. 1.5). El bloom es una especie de plancha cuadrada y el slab es una plancha fina de acero.

Del proceso anterior se puede pasar a un tren estructural en el cual los booms en caliente se deforman para obtener perfiles estructurales, carriles, barras, etc.

También se pude pasar al tren de farmachine en el cual los booms en caliente se transforman y son deformados para obtener barras, alambres, redondos calibrados, telas metálicas, etc.

También se puede pasar a un tren de bandas en caliente donde los slab son transformados en rollos de chapa de distintas medidas y espesores llamados bobinas que son esos rollos de chapa que muchas veces hemos visto en los trenes de mercancías que pasan por la zona.

Desde este ultimo proceso se puede pasar al tren de bandas en frío en el cual los bobinas obtenidas anteriormente se someten a deformaciones en frío mejorar sus propiedades mecánicas de este proceso se puede obtener multitud de aplicaciones como por ejemplo en la industria de la automoción.

Ya por ultimo desde este proceso se puede pasar a otra maquina donde las bobinas son transformados en hojalata y aceros galvanizados mediante diferentes procesos y diferentes aplicaciones.

Como veis para obtener el aceros y productos de este hace falta una cantidad enorme de procesos pero pese a todo el cero es una aleación muy apreciada por sus características y se usa en multitud de aplicaciones pese a que en otras se esta sustituyendo por nuevos materiales con mejores cualidades que el acero.

También hay que decir que muchos de los productos que salen del los procesos anteriores luego pueden pasar a otros procesos como el mecanizado, laminación, acuñado, sintetizado, prensado.

EJES

1. GeneralidadesSon elementos de maquinas que sirven de soporte para otros órganos, los cuales pueden girar u oscilar alrededor de este.Cuando el eje es inmóvil y los órganos que soporta giran sobre el, el eje se denomina fijo. En cambio si el eje se mueve girando al mismo tiempo que los órganos fijados en él, se llama giratorio.Los ejes no transmiten potencia y por ello están sometidos solamente a esfuerzos de flexión, en algunos casos también sufren efecto de fatiga, como por ejemplo los ejes de vagones. Para los ejes fijos se toma el valor de la resistencia estática, pero para los giratorios el de la resistencia a las flexiones alternadas.Los materiales empleados en la fabricación de los ejes son los aceros al igual que en los árboles. Se pueden conformar por forja, para aumentar su resistencia, o sometidos a un tratamiento térmico, para aumentar las propiedades mecánicas.

2. Tipos de ejes

Los ejes generalmente adoptan una sección tal para que las tensiones sean aproximadamente uniformes a lo largo de su longitud. Por ello, en diferentes tramos existen diámetros diferentes siendo extraña la forma cilíndrica en toda su longitud. Esto se debe a que las cargas que soportan

son considerables y el momento flector máximo también, lo que obliga a una sección grande si se mantuviera para todo el eje que seria poco rentable.

MATERIALES PARA EJES

Procesos de fabricación.

El material empleado generalmente para la construcción de los cigüeñales es de acero al carbono; en los casos de mayores solicitaciones se emplean aceros especiales al cromo - níquel o al cromo -molibdeno-vanadio tratados térmicamente. Se construyen también cigüeñales en fundición nodular que poseen unas características de resistencia semejantes a las del acero al carbono.

Cuando, a causa de las fuertes descargas, deben emplearse cojinetes con una superficie bastante dura (antifricción de aleación cobre- plomo, duraluminio, etc.), las muñequillas del cigüeñal se endurecen superficialmente mediante cementación, temple superficial o nitruración. En un sistema especial de temple superficial muy empleado en la fabricación en serie, el endurecimiento se produce mediante un calentamiento superficial obtenido por procedimiento eléctrico (por inducción) y posterior enfriamiento con agua; este sistema de endurecimiento es muy rápido. Otro sistema de endurecimiento superficial es el flameado, en el cual el calentamiento se obtiene con la llama. Cuando los problemas económicos pasan a segundo término, como sucede en el caso de los coches de carreras, se puede elegir un acero especial de alta resistencia y adoptar el endurecimiento por nitruración.

En un principio, el cigüeñal se obtenía de un cilindro de acero, eliminando con el torno las partes sobrantes. Los brazos de manivela, al ser circulares, se aligeraban eliminando las partes laterales, y por esta razón la sección de los brazos de manivela resultaba rectangular. Inicialmente, no se solían aplicar contrapesos. Más adelante, se comenzaron a construir los cigüeñales forjándolos con operaciones sucesivas de estampación en caliente. La técnica de estampación, perfeccionada con la experiencia y el tiempo, permitió modelar los brazos de manivela de manera que incluían ya los contrapesos. Actualmente, los contrapesos en los motores para automóviles forman siempre una parte integral del cigüeñal. Sólo en casos especiales y en motores para vehículos industriales son montados independientemente. Las operaciones de mecanizado consisten en el desbarbado de la pieza, torneado de las muñequillas y posterior rectificado, y arranque de material para el equilibrado estático y dinámico.

En la fabricación en serie, estas operaciones se hacen con máquinas semiautomáticas o automáticas. Para reducir los tiempos de mecanización se tiende a disminuir la cantidad de material que debe arrancarse durante la misma. Ésta es una de las razones por las que se construyen los cigüeñales con fundición nodular: Los cigüeñales fundidos son más precisos, en bruto, que los forjados, y tienen sobre materiales inferiores y, por tanto, eliminables con mayor rapidez.

Las principales operaciones de mecanización son: enderezado de la pieza en bruto antes del desbaste en torno (el enderezado debe repetirse, si es necesario, después de otras fases de mecanización), tratamiento térmico (endurecimiento superficial, revenido, bonificado y otros tratamientos), control posterior, acabado (rectificado, equilibrado y afinado). Una vez terminada la mecanización, se efectúan los numerosos controles de verificación, como son: control de la alineación de las muñequillas de bancada, control de la posición y alineación de las muñequillas de manivela, control del radio de manivela, de la ovalización y conicidad de las muñequillas, del grado de acabado, de la retención hidráulica, etc.

Cigüeñal.

El cigüeñal es la pieza del vehículo, entre las que tienen movimiento, que gira a mayor velocidad y pesa más; no obstante, está proyectado para durar, sin ser reparado, tanto como el automóvil. Las técnicas de construcción modernas, los juegos de montaje cuidadosamente controlados y los progresos en el campo de los lubricantes le aseguran un amplio margen de seguridad y una óptima fiabilidad. Sin embargo, no es raro - y esto sucedía con mayor frecuencia en el pasado- que se produzcan averías en el cigüeñal, que deben achacarse casi siempre al conductor. Las más importantes son: la rotura por fatiga del cigüeñal y el rayado de las muñequillas.

La primera es producida por las vibraciones de torsión y por las solicitaciones anormales causadas por el bajo número de revoluciones, por el golpeteo contra la culata, por el encendido irregular en algún cilindro o, finalmente, también por el equilibrado incorrecto del cigüeñal. Especialmente, los juegos excesivos en los cojinetes de bancada causan vibraciones de flexión que pueden producir la rotura.

La segunda avería, es decir el rayado de las muñequillas, depende de la lubricación y del filtrado del aceite; esta circunstancia puede producirse por las causas más diversas: por ejemplo, acelerando el motor en frío cuando el aceite no está aún en circulación, tomando las curvas con el nivel de aceite

por debajo del mínimo, viajando a plena carga con bajo número de revoluciones, o bien, Finalmente, cuando el lubricante o la instalación de lubricación no funcionan correctamente. En todos estos casos mencionados, la presión del aceite es el valor que más influye para una buena lubricación y, por tanto, es aconsejable emplear un manómetro de aceite para que pueda controlarse constantemente.

En caso de rotura del cigüeñal es necesario cambiarlo' junto con los, cojinetes de bancada o de biela, y debe realizarse un nuevo equilibrado conjuntamente con el volante. A veces, conviene también efectuar un mandrilado de los apoyos de bancada - es decir, su alineación mediante escariado- con el fin de corregir las eventuales deformaciones.

En el caso de rayado de las muñequillas es necesario minorar las muñequillas del cigüeñal y proceder a su rectificación, volviendo a efectuar el montaje después con los cojinetes reducidos. La minoración es la disminución del diámetro de las muñequillas de bancada y de la biela para eliminar la parte dañada. Generalmente es posible efectuar una o dos disminuciones según la profundidad de la cementación. El valor de cada rectificación es, en general, de 0,2 mm, y el constructor lo indica en los manuales de reparación.

ANALISIS DE ESFUERZOS EN EJES

Recordando la definición de esfuerzo, nos encontramos que es el resultado de la división entre una fuerza y el área en la que se aplica. Se distinguen dos direcciones para las fuerzas, las que son normales al área en la que se aplican y las que son paralelas al área en que se aplican. Si la fuerza aplicada no es  normal ni paralela a la superficie, siempre puede descomponerse en la suma vectorial de otras dos que siempre resultan ser una normal y la otra paralela.

Los esfuerzos con dirección normal a la sección, se denotan como (sigma) y  representa un esfuerzo de tracción cuando apunta hacia afuera de la sección, tratando de estirar al elemento analizado. En cambio, representa un esfuerzo de compresión cuando apunta hacia la sección, tratando de aplastar al elemento analizado.

El esfuerzo con dirección paralela al área en la que se aplica se denota como (tau) y representa un esfuerzo de corte. Este esfuerzo, trata de

cortar el elemento analizado, tal como una tijera cuando corta papel, uno de sus filos mueven el papel hacia un lado mientras el otro filo lo mueve en dirección contraria resultando en el desgarro del papel a lo largo de una línea.

Las unidades de los esfuerzos son las mismas que para la presión, fuerza dividida por área, se utilizan con frecuencia: MPa, psi, Kpsi, Kg/mm2, Kg/cm2.

Se analizará la situación de un trozo pequeño de material ubicado dentro de una viga u otro elemento estructural. Este pequeño trozo tendrá forma de cubo con aristas infinitesimales de valor: dx, dy, dz.  Este cubo tiene seis caras y en cada una de ellas se considerará que actúan tres esfuerzos internos: uno normal y dos de corte. La notación utilizada es: x para el esfuerzo normal aplicado en la cara normal al eje x, de igual forma se definen y,  z. Para los esfuerzos cortantes, la notación es ab  que denota  el esfuerzo de corte que actúa en la cara normal al eje ‘a’ y que apunta en la dirección del eje ‘b’. De esta forma se tienen: xy xz yx yz zx zy.

Al interior de un elemento bajo carga, cada punto del cuerpo tiene valores particulares para estas 18 variables (cada cara del cubo dx dy dz tiene tres esfuerzos, uno normal y dos de corte), al analizar un punto vecino el valor de las variables cambia. Si se analizan las superficies exteriores de un elemento estructural bajo carga, se encuentra que sobre estas caras, los esfuerzos internos no existen, esto anula tres esfuerzos pero por equilibrio de fuerzas se anulan 5 esfuerzos, por lo tanto, se puede simplificar el modelo tridimensional a uno bidimensional que contiene solo tres variables, x y xy, las cuales describen el estado de tensiones de un punto sobre la superficie exterior de un cuerpo bajo carga.

Este grupo de esfuerzos actuando sobre un punto es el estado de tensiones del punto. Representa una situación de cargas que puede transformarse rotando el cubo dx, dy, dz. Esto genera un cambio en las tensiones sobre las caras, los esfuerzos varían en magnitud y sentido pero en conjunto, el estado de tensiones se ha cambiado por otro equivalente.FATIGA Y FRACTURA. ANALISIS DE FALLA. ESFUERZOS RESIDUALES. Análisis de comportamiento de la fatiga para el soporte del bogie del coche del Metro, para BOMBARDIER, S.A., en Ciudad Sahagún, Hidalgo México. Este proyecto permitió el rediseño de una pieza de importancia y seguridad para el coche del Metro en los trabajos de reparación y rehabilitación.

Análisis de falla y simulación de comportamiento del rodillo skin-pass para MEXINOX. Con este análisis, la empresa pudo negociar modificaciones y garantías con el fabricante en Alemania y garantiza su inversión. IESSA obtuvo por este estudio un reconocimiento nacional e internacional, ya que su análisis resultó más certero, profundo y profesional que las empresas de consultoría de Alemania y de los Estados Unidos de Norteamérica, contratadas por el cliente para el mismo servicio.

Análisis por fatiga de eje trasero para camión de Súper-Diesel, S.A., empresa de Guadalajara.

Se estudió el efecto de cargas dinámicas en el eje para definir un principio de fisuración. Los ejes se fabrican para el mercado de exportación.

Aceros BÖHLER

Aceros en planchas

 

Tipo

 

 Color  Aplicación  Descargar hoja técnica 

Estructurales 

Fabricación de recipientes, tanques, silos para la industria minera, pesquera y agrícola, equipos y estructuras navales, puentes, ferrocarril y construcción civil.

  COR-TEN B

Alta Temperatura  

Para toda clase de elementos que trabajen a una temperatura de mas de 900 °C. En la construcción de hornos y calderos. También en la industria de vidrios, porcelana, cementos, ladrillos y petroquímica.

  H 525

 Antidesgaste 

Para elementos de movimiento de tierra, minerales y materiales abrasivos. Para blindaje contra balas de armas de mano comerciales, elementos de máquinas trituradoras, chancadoras y prensas de chatarra, base para matrices de alto rendimiento. Construcciones soldadas que requieren alta resistencia y una buena tenacidad a bajas temperaturas, tales como tanques de presión.

 CHRONIT

  

 En planchas para tolvas de camiones para mineral, silos, embudos para graneleros, resbaladeras para concreto y mineral, martillos de molino, para patines de transporte de caña, confección de cajas fuertes. En piezas fundidas: elementos para trituradoras, Muelas, Mandíbulas, Anillos y conos quebrantadores.

   K 700

 Bimetálicas  

Equipos de movimiento de tierra, tolvas, camiones de extracción, equipos de planta, chancado (buzones/chutes, correas, transportadoras), ventiladores, ductos, ciclones.

 DURUM

 Inoxidables

 

 

En las industrias alimenticias. Fábricas de jabones, ceras y grasas comestibles; utensilios domésticos y de hotelería; industria del cuero como también farmacéutica y de. ia técnica dental.Para

  A 604

elementos, que exigen una resistencia a temperatura hasta 600ºc

  

Para la industria química, fotográfica, tintorerías, textiles de alta exigencia química, como también instrumentos de medicina y cirugía. Fabricación de jugos de fruta, licores y alcohol. Para elementos que exigen una resistencia a temperaturas hasta 900°C.

 A 200

 

En la industria del procesamiento de alimentos, conserveras, embotelladoras, entre otras. Piezas de sujeción; rodillos de sellado, matrices de extrusión cuchillas, etc. Además recomendable para elementos en general que deben tener una alta resistencia a la corrosión (inoxidable) junto a una elevada resistencia al desgaste.

  N 690

  

En la industria del procesamiento de alimentos. Piezas de sujeción; rodillos de sellado, matrices de extrusión cuchillas, etc. Además recomendable para elementos en general que deben tener una alta resistencia a la corrosión (inoxidable) junto a una elevada resistencia al desgaste

  N 695

Aceros para Herramientas

Aceros para trabajo en Frio

 

Son aquellos aceros que se utilizan cuando las condiciones de temperatura de trabajo son bajas (menores a 250°C).

 

  PROPIEDADES   Dureza elevada.

Gran resistencia al desgaste. Buena tenacidad. Elevada resistencia a la compresión. Resistencia al impacto. Escasa variación dimensional en el tratamiento térmico. Maquinabilidad uniforme.

 

Calidad Aplicación

 

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Matrices cortantes de alto rendimiento hasta espesores de 8 mm., rasquetas, cuchillas para guillotinas para cortar espesores hasta 4 mm., herramientas para rebarbar, rodillos y peines para roscar, bordear, acanalar y moretear. Estampas y cuños para embutir en frío. Dados para trefilar metales no ferrosos. Placas moldes y cuños para la elaboración de materiales cerámicos muy abrasivos. Herramientas para prensar en la industria farmacéutica.

  BÖHLER K100

 

Matrices cortantes de alto rendimiento. Cuchillas de guillotina para corte de plancha de hasta 6mm de espesor, brocas y machos para metales no ferrosos, rodillos y trenes de laminación. Muy optimo para procesos de nitruración posterior al temple y revenido; ideal para herramientas para estirar, para embutir a profundidad. Útiles de medición, moldes pequeños para material plástico que requieren alta resistencia al desgaste.

  BÖHLER K105

  Punzones, matrices para corte y troquelado. Matrices para conformado en frío para embutido, embutido profundo, extrusión y cuños para monedas, medallas. Rodillos para laminado de roscas. Cuchillas para guillotina. Instrumento de medición. Cuchillas para la industria maderera.

  BÖHLER K340

 

Matrices y punzones (troqueles) para cortar chapas de buen espesor; punzones y cuchillas cizalladoras para corte en frío, útiles y herramientas para el trabajo de la madera; útiles para herramientas neumáticas; troqueles para acuñar. También es apto para fabricación de herramientas para trabajo en caliente, a temperaturas moderadas.

  BÖHLER K455

  Especialmente para dispositivos de roscar como también para punzones y cizallas para chapa delgada, herramientas para labrar madera. Matrices de corte con exigencias normales; guías y pines para matricería. Cuchillas para cortar papel, tabaco o similares materiales delgados, herramientas de medición, moldes para plástico y resinas sintéticas.

  BÖHLER K460

Herramientas cortantes (matrices y punzones),útiles de roscar, herramientas para trabajar madera, cuchillas industriales para el uso en las industrias maderera, papelera y del metal.

  BÖHLER K720  

 

Filamento de molde de corte, molde invertido, herramientas de carpintería, sacabocados al frío, giro difícil, herramientas de extrusión y de repujado, bloques terminados

  BÖHLER K990

 

 

 

Acero para trabajo en caliente

Son aquellos aceros que se utilizan cuando las condiciones de temperatura de trabajo son altas (mayores a 250°C).

 

  CONDICIONES 

 

Elección correcta del acero. Procedimiento apropiado de tratamiento térmico. Diseño y construcción adecuada. Montaje sólido y correcto. Mantenimiento de la herramienta.

 

Calidad

 

 Aplicación  Descargar Hoja Técnica

 

 Para herramientas de forjar y estampar pernos, remaches, tuercas, etc. Herramientas de extrusión de tubos y perfiles en metales no ferrosos, especialmente punzones, mandriles, espigas refrigeradas por agua, camisas de recipiente, disco de extrusión. Herramientas para la inyección de metales pesados. Herramientas para estampar latón y bronce en caliente.

 BÖHLER W302

 

 Para herramientas de forjar y estampar pernos, remaches, tuercas, etc. Herramientas de extrusión de tubos y perfiles en metales no ferrosos, especialmente punzones,

  BÖHLER W320

mandriles, espigas refrigeradas por agua, camisas de recipiente, disco de extrusión. Herramientas para la inyección de metales pesados. Herramientas para estampar latón y bronce en caliente

 

Moldes, incluyendo aquellos de tamaño muy grande, herramientas para extrusión de varilla y tubos, herramientas de doblez y repujado.  Moldes plásticos.

  BÖHLER W500

  

    

Aceros para moldes plásticos

Son aquellos aceros que se utilizan en los procesos de transformación, transporte y producción de piezas de plástico.

Exigencias Del fabricante del molde Del productor de plásticos

  - Maquinabilidad - Resistencia al desgaste  - Electroerosión - Resistencia a la corrosión  - Pulibilidad - Calidad superficial  - Fotograbado - Conductividad térmica  - Estabilidad de medidas - Tenacidad  - Precio - Dureza

 

 

Calidad

 

 AplicaciónDescargarhoja técnica 

 

Moldes para plástico medianos y grandes, también para porta moldes, para la industria del plástico y de inyección de metales. Generalmente este acero no requiere de un tratamiento térmico adicional, pero en caso de altas exigencias abrasivas, se recomienda nitrurar.

  BÖHLER   M238

 

Para Moldes y matrices en la elaboración de PVC y plásticos químicamente agresivos o con aditivos abrasivos.

  BÖHLER M300

 

Moldes para plásticos para procesos de soplado y vacío. Moldes para espuma plásticas. Moldes para pequeñas producciones de termoplásticos inyectados.

ALUMOLD

 

Para moldes, insertos y matrices. De uso típico en partes de molde de soplado, componentes e insertos en moldes de inyección. Ideal para las aplicaciones que impliquen plásticos muy corrosivos, tales como PVC.

  CUBERYL HARD

Aceros Rápidos

   Acero rápido aleado al tungsteno y molibdeno de gran tenacidad y buenas propiedades de corte, para aplicación universal.

 

 

Calidad

 

Aplicación Descargarhoja técnica 

 

Especialmente indicado para herramientas con elevadas exigencias de tenacidad. Matrices de corte, dados de trefilación. Fresas y cuchillas para torno para trabajo de desbastado y acabado. Su empleo puede ser muy variado. 

  BÖHLER S600

 

Herramientas de molienda y de vuelta para trabajos rudos y de acabado, herramientas de carpintería, herramientas de trabajo frío de alta presión, herramientas de broca.

  BÖHLER S700

 

Herramientas de planeamiento y giro de todos los tipos, cortadores de molino, grifos, taladro de giros, herramientas de carpintería, herramientas de trabajo al frío, análisis químico.

  BÖHLER S705

   

      

Aceros Pulvimetalurgicos

Los aceros pulvimetalúrgicos BÖHLER encuentran uso principalmente en aplicaciones de trabajo en frío, aplicaciones de mecanizado por arranque de virutas y aplicaciones de procesamiento de plásticos.

ACEROS RAPIDOS

 

Bohler

 

C

 

Cr

 

 Mo 

 

 V

 

W 

 

Co 

 

DIN

 

AISI 

  S390MICROCLEAN

 1.64  4.80   2.00

 4.80  10.50  8.00 -   -

 S590MICROCLEAN 

  1.30

  4.20

 5.00  3.00  6.30   8.40  -  -

 S690MICROCLEAN 

 1.35  4.30  5.00  4.10  5.90   -  -  -M4

 S790MICROCLEAN 

  1.30

 4.20  5.00  3.00    6.30  -

  -1.3344 -S6-5-3

  -M3 CLASS2

ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO

 

Bohler

 

C

 

Cr

 

 Mo 

 

 V

 

 W 

 

 Co 

 

 DIN 

 

 AISI 

 K190MICROCLEAN

 2.30 12.50  1.10   4.00 -  -     

ACEROS PARA MOLDES PLASTICOS

 

Bohler

 

 C

 

Cr

 

Mo 

 

V

 

W 

 

 Co 

 

 DIN 

 

 AISI 

 K190MICROCLEAN

 1.90 20.00  1.00   4.00 -0.60 -   - -