Sumario deformación metálicadigital edición suscriptores

Sumario
2 Noticias
6 Agenda
6 Reportajes
Galvanización, protección
eficiente y sostenible
10 Reportajes
AIMME y Femeval participan en
Laboralia
12 Artículos Técnicos
Transformación de aceros de alta
resistencia mediante impulsos
electromagnéticos.
18 Artículos Técnicos
Algunas consideraciones
sobre los aceros inoxidables
austeníticos para tornillería
estampada en frío
24 Tecnologías
Gigantes inteligentes doblan
chapas de 320 mm en
conformación en frío
27 Tecnologías
Aluminio. Laminación en frío en
laminadores debastadores
32 Productos
deformación metálica
digital
edición suscriptores
Año XXXVI - nº 316 - 2011
Actualidad
Lantek cumple 25 años en la vanguardia tecnológica de la industria del metal
Lantek celebra en 2011 su 25 aniversario como
uno de los proveedores líderes en el desarrollo de
software CAD/CAM/ERP para el mercado de la máquina-herramienta. Con sede en Miñano (Álava),
Lantek se fundó en 1986 dedicándose inicialmente
diversas actividades informáticas para, posteriormente, especializarse en el desarrollo de soluciones
CAD/CAM/ERP para la industria del metal.
Según los directivos de Lantek, en estos 25 años
la empresa se ha convertido en uno de los máximos referentes en materia de desarrollo de soluciones integrales CAD/CAM/ERP de su sector, erigiéndose como compañía comprometida con la
innovación y que apuesta por los mercados
emergentes, tanto en España como fuera de ella,
ya que posee 25 filiales en 17 países así como una
extensa red de partners a escala mundial. Esta estructura y un catálogo de producto compuesto
por soluciones de última generación, le permiten
dar servicio a sus más de 10.600 clientes distribuidos en más de 100 países, entre los que se encuentran empresas como Liebherr, Hyundai, JCB,
Iveco-Pegaso, Marco Polo o Danobat.
Desde sus inicios, Lantek ha potenciado su presencia en otros mercados. Así, en 1991 comenzó
su estrategia de internacionalización al abrir en
Francia la primera oficina en el extranjero, seguido de Alemania en 1996 para, al año siguiente,
dar el paso al mercado de Estados Unidos. En
2001 se produjo el salto al mercado asiático con
la inauguración de dos filiales en Corea del Sur y
una en Japón. Tres años después, se inauguró el
centro de I+D en India, al que se sumó el de Polonia en 2006, país en el que también se fundó la
primera oficina de apoyo fuera de España. Igualmente, en este mismo año se creó su primera oficina en China, donde ya dispone de cuatro filiales. A través de esta política de internacionalización, que sigue abierta y genera el 80% de la facturación de Lantek, la compañía persigue asentar
su presencia en los mercados en los que se comercializan sus productos, para poder estar más
cerca de los clientes.
Otro de los pilares de la empresa es su compromiso con el área de I+D+i, partida a la que, desde
el inicio, dedica un porcentaje mínimo del 18%
de su facturación anual. Gracias a su apuesta por
el I+D+i, el fabricante ha continuado innovando
su gama de productos hasta lograr ser por un lado, líder en el desarrollo de software CAD/CAM
propio para máquinas de corte y punzonado de
chapa, con su solución Lantek Expert; y, por otro,
pionero en el desarrollo de soluciones de software de gestión para el sector de máquina-herramienta, con Lantek Integra. Junto a esto, también
ha abordado el diseño de piezas y plegado en
tres dimensiones de piezas de chapa y corte de
tubos y perfiles, para el que cuenta con su gama
Lantek Flex3d. La empresa ha colaborado con los
principales fabricantes de máquina-herramienta
internacionales, con los que ha firmado acuerdos
de distribución para incorporar el software Lantek
en todas sus máquinas de corte, punzonado y taladrado.
La compañía cuenta con premios y reconocimientos procedentes tanto de fabricantes de máquina-herramienta, como de asociaciones privadas, instituciones públicas y de medios de comunicación.
 Lantek
Asamblea General de ATEG y nombramiento de nuevo secretario general
La Asociación Técnica Española de Galvanización
(ATEG) celebró el pasado 27 de enero su XLVI
Asamblea General de Miembros en Madrid. Además de las cuestiones habituales de aprobación
de su programa anual de actividades, presupuestos y cuotas de miembros para el año 2011, en el
marco de esta Asamblea General se celebró una
Jornada Técnica en la que se presentaron las siguientes comunicaciones: pasivados ecológicos y
decapado con baño ácido de duración prolongada, (a cargo de Francisco Alaminos, Sidasa); Euromáquina: integración de tecnologías (José Berenguer, Euromáquina, S.A.); Sistema DAP: Direct
Alloying Process (Marco Antunes, Quimialmel –
Químicos e Minerais, LDA); Mejoras medioambientales en los baños de decapado (Mª Teresa
García Gilabert, de Angem Specialities, S.A.).
Además, se celebró una mesa redonda con Jacobo Díaz, de la Asociación Española de Carreteras
y David Pérez, Eclareon.
Durante la Asamblea, se explicó el Plan de Promoción 7 x 7, que explicó Javier Sabadell, quien
precisamente es el nuevo secretario general de
ATEG, tras el anuncio del cese de José Luis Ruiz
como secretario general, cargo que venía desempeñando desde que se fundó la Asociación en
1965. En un acto emotivo y sencillo, la Asamblea
General acordó, por unanimidad, otorgar a José
Luis Ruiz el título de miembro de honor vitalicio
de ATEG, así como nombrar a Javier Sabadell, actual director de desarrollo de la Asociación y nuevo secretario general de la misma.
ATEG es una organización de carácter técnico y
sin ánimo de lucro que tiene como objetivo fo-
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Deformación Metálica no 316
mentar, en plano de interés general, la técnica
industrial relacionada con los procesos de galvanización en caliente así como desarrollar las aplicaciones de este procedimiento de protección
del hierro y el acero frente a la corrosión, para
contribuir a reducir las elevadas pérdidas económicas que se producen en nuestro país por causa
de la corrosión metálica. ATEG integra a la mayoría de las plantas de galvanización en caliente que
existen en España, así como a los productores es-
pañoles de zinc de primera fusión. Igualmente,
pertenecen a ATEG en calidad de miembros adheridos diferentes empresas españolas y extranjeras suministradoras de equipos y materiales para
este sector industrial, así como una veintena de
empresas de galvanización radicadas en países
iberoamericanos.
 ATEG
Actualidad
Bilbao Exhibition Centre generó un impacto de 80 millones de euros en 2010
Bilbao Exhibition Centre generó en 2010 un impacto económico en términos de Producto Interior Bruto (PIB) de 80.091.771 euros. Durante el año pasado sus instalaciones acogieron 179 eventos en las
áreas de ferias, BEC Convenciones y Bizkaia Arena
que significaron una ocupación total de 285 días.
Dicho impacto supuso el mantenimiento de 1.827
empleos y la generación de 11,9 millones de euros
de ingresos para la Hacienda Pública.
En 2010 BEC incorporó nuevos certámenes a su
calendario ferial. Los certámenes de público general y de carácter profesional mantuvieron su volumen y registraron una nueva cifra récord de visitantes: 1.292.074 personas. Otro dato a tener en
cuenta es su impacto económico acumulado en los
siete años de funcionamiento de BEC: la cifra ascendió a 557.482.038 euros. En 2010, Bilbao Exhibition Centre acogió 20 ferias, en las que participaron 1.936 expositores. Además se han celebrado
130 eventos en BEC Convenciones y 29 espectáculos en Bizkaia Arena. En el primer semestre, BEC
acogió certámenes como Tendencias, Expolan, Feria del Empleo, Construlan y Egurtek, Expoconsumo, Creamoda y la XXI edición de Desembalaje.
En junio se llevó a cabo la 26 BIEMH que, por primera vez, fue inaugurada por el Príncipie de Asturias. Esta edición ha sido una de las más difíciles de
llevar a cabo por la crisis de la economía mundial
y, sin embargo, ha obtenido un alto número de visitantes profesionales: más de 35.000 procedentes
de 54 países. Antes del verano se celebró Euskal Encounter que volvió a convertirse en una reunión
multitudinaria de aficionados y profesionales de la
informática. En octubre se organizó la European
Future Energy Forum en Londres y las primeras ediciones de Emprende y Gamerland, Ikas Art, certamen organizado por una empresa externa y EFEF
Londres, primer certamen de BEC celebrado fuera
de sus instalaciones.
Entre las otras líneas de negocio de BEC cabe destacar la celebración en BEC Convenciones de actos
de BBK, BBVA, CLP, Naturgas, Spri y Vodafone, la
celebración de la Annual Conference European Technology, los Congresos de ICOE, de los Centros
Comerciales de España y de Labein, las asambleas
generales de Eroski y Forum Sport. El II Foro Innovatur y el Congreso Médico Bilbao Shoulder, además de ser sede para presentaciones de productos
de empresas como Mary Kay, Lottomatica, Tourgalicia o BMW. Estos actos han aportado un 14%
a la actividad interna de Bilbao Exhibition Centre.
El Bizkaia Arena destacó también por ser sede oficial del Bizkaia Bilbao Basket durante la pasada Liga ACB y acogió la Copa del Rey de Baloncesto.
Mención especial merecen los conciertos de Alejandro Sanz, David Bisbal, Supertramp, Miguel Bosé, Sting, Shakira y Fito & Fitipaldis.
Acuerdos
Bilbao Exhibition Centre ha firmado un acuerdo
de colaboración con el Colegio de Agentes Comerciales para 2011 que, entre otras cuestiones,
establece el acceso gratuito a los agentes comerciales de la CAPV a las ferias profesionales organizadas por BEC en 2011. Además, BBK y BEC firmaron un acuerdo de colaboración para los certámenes Ferroforma-Bricoforma para que ambas
entidades brinden apoyo financiero a los expositores de este año a coste cero. Por otro lado, BEC
ha puesto en marcha una nueva herramienta que
completa la tienda on-line de su web para expositores, que permite elaborar un presupuesto
adaptado de servicios para estimar el coste
aproximado de la construcción, montaje y decoración de un stand (sin el importe correspondiente a los metros cuadrados) según las opciones seleccionadas. Asimismo, se ha actualizado la web
de BEC, que en 2010 tuvo 348.844 visitantes dis-
tintos. Asimismo, se ha iniciado su incorporación
en las redes sociales (Facebook, Twitter y youtube) de una forma activa, alcanzando más de
9.000 seguidores.
Retos para 2011
En 2011 Bilbao Exhibition Centre irá incorporando convocatorias a su programación, que ya recoge un buen número de citas profesionales y de
público general, locales y de proyección exterior.
Entre estas últimas destaca Ferroforma-Bricoforma, la celebración de la aplazada Cumbre Industrial (que tendrá lugar del 27 al 30 de septiembre) y una nueva edición de Sinaval-Eurofishing
Elite. También se llevará a cabo la segunda edición de Algusto, centro del movimiento Slow Food a nivel nacional. Entre los certámenes que se
van a llevar a cabo el próximo año en BEC, por
parte de organizaciones privadas destaca la celebración de la Feria ImagineNano, dedicada a la
Nanotecnología y a la Nanociencia. Otro de los
eventos que se desarrollarán en 2011 es el Congreso de la Sociedad Española de Medicina Intensiva, Crítica y Unidades Coronarias (SEMICYUC).
Por último, en Bizkaia Arena está prevista la celebración de un espectáculo de motos, el FMX Gladiator Games.
 Bilbao Exhibition Center
Salvador Bresó, nuevo presidente de la Federación Española de Centros Tecnológicos
Los Centros Tecnológicos asociados a la Federación Española de Centros Tecnológicos (Fedit)
han elegido a Salvador Bresó Bolinches como
nuevo presidente durante la XXXII Asamblea General de la Federación celebrada el pasado 10 de
febrero en Madrid. El nuevo presidente, docto ingeniero industrial y Catedrático de la Universidad
Politécnica de Valencia, es el director general de
AIMME (Instituto Tecnológico Metalmecánico de
Valencia) desde 1987. El valenciano Bresó sustituye a Emilio Pérez Picazo y retoma un cargo que
ya ostentó en 1996, cuando fue nombrado primer presidente de la Federación Española de
Centros Tecnológicos y que volvió a ocupar entre
los años 2000 y 2002. Durante su primera presidencia desempeñó un papel destacado en la
creación de la Asociación Europea de Organismos de Investigación y Tecnología (Earto), que
en la actualidad aglutina a más de 350 organizaciones tecnológicas europeas. Con estas elecciones y tras la consolidación de Fedit como institución representantiva de los centros tecnológicos
españoles, que les ha reconocido como agentes
esenciales del Sistema Español de Ciencia y Tec-
nología, se abren nuevos retos para el recién elegido Consejo Rector.
A su vez, el nuevo equipo asume las riendas de
una Federación que ha renovado sus estatutos en
2010 con el fin de fomentar una mayor cooperación, transparencia y representatividad entre sus
socios y favorecer la apertura de la Federación y
de los centros tecnológicos al resto de agentes
del Sistema de Innovación.
Los miembros del nuevo consejo rector para los
próximos cuatro año provienen de centros de todo el país y de ámbitos multisectoriales: Vicente
López, director general de BMCI (Cataluña); Juan
Ramón de la Torre, director de I+D de AIN (Navarra); Juan Carlos Merino, director general de CIDAUT (Castilla y León); Xavier López Luján, director general ASCAMM (Cataluña); Sebastián Subirats, director general de AINIA. (Comunidad Valenciana); José Luis Fuentes Cantillana, director
general de AITEMIN (Comunidad de Madrid);
Laura Olcina, directora general de ITI (Comunidad Valenciana); Carlos Calvo, director general
de ITG (Galicia); Carlos Larrañeta, director de I+D
de AICIA (Andalucía); José Antonio Costa, director general AIMPLAS (Comunidad Valenciana).
 Fedit
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Actualidad
El centro de investigación Lortek se integra en la alianza tecnológica IK4
El centro de investigación Lortek de Ordizia (Guipúzcoa) presentó a finales de diciembre el acuerdo de su integración en la alianza tecnológica
IK4, compuesta ahora por ocho entidades que
cuentan con más de 1.300 profesionales y un volumen global de ingresos en I+D+i de más de 94
millones de euros anuales.
El presidente y el director general de IK4, Jesús
María Iriondo y José Miguel Erdozain, acompañados por los máximos responsables de Lortek, Iñaki Otaño y José Antonio Etxarri, dieron a conocer
los detalles de esta integración con la que el centro guipuzcoano especializado en tecnologías de
unión se suma al grupo formado por Ceit, Cidetec, Gaiker, Ideko, Ikerlan, Tekniker y Vicomtech.
Iñaki Otaño precisó que este acuerdo permitirá a
IK4 ampliar la especialización que ofrece a sus
clientes y contribuirá a su posicionamiento como
referente en el entorno científico-tecnológico, reforzando el dominio en los procesos de fabricación relacionados con las tecnologías de la unión.
Lortek se suma al grupo formado por Ceit, Cide-
tec, Gaiker, Ideko, Ikerlan, Tekniker y Vicomtech.
Esta alianza es una fuente de sinergias. Lortek-IK4
es el comienzo de una nueva realidad en la que
se mezclan conocimientos para conseguir la excelencia científico-técnica en campos poco explorados y repercutir así de manera beneficiosa
en toda la sociedad, agregó Otaño.
Iriondo precisó que IK4 cuenta con más de 1.300
profesionales, un volumen global de ingresos en
I+D+i superior a los 94 millones y un elevado grado de especialización. “Con todo, IK4 se posiciona como partner tecnológico de las empresas para acometer todo tipo de proyectos de I+D+i en
multitud de sectores de aplicación”, subrayó. Por
otra parte, Ikerlan-IK4 y Orona firmaron a finales
de diciembre un acuerdo de colaboración estratégico para desarrollar la innovación tecnológica
en los próximos cuatro años y proyectarla al futuro. El acuerdo nace en el contexto del Plan Estratégico de Orona, que contempla una inversión
global en I+D+i de 50 millones de euros para el
periodo 2011-2014.
 Lortek
AFM hace públicos los datos de la industria de máquinas-herramienta en 2010
Las exportaciones han registrado un retroceso similar, aunque el índice de cobertura
de las exportaciones con respecto a las importaciones sigue siendo muy elevado,
con un 211,7%. En 2010 la exportación
ha sido el destino del 74% de la producción española de máquinas-herramienta.
Por países, Alemania sigue siendo el principal destino de las importaciones, seguido de China, Brasil, India, Francia, Portugal, USA, México y Polonia. Las importaciones, por su parte, crecieron un 2,9% en
2010.
La Asociación Española de Fabricantes de
Máquina-Herramienta (AFM) ha hecho públicos los datos de 2010 con los que afirma
que los buenos resultados cosechados en el
último trimestre del año pasado han permitido que se duplique la cifra de pedidos
de máquina-herramienta el año pasado. El
subsector de arranque, ha incrementado
sus pedidos tan solo el 40% y todavía tiene
que seguir incrementando sus datos para
alcanzar la estabilidad. Por el contrario, según AFM, el subsector de deformación
arroja mejores datos a lo largo de todo el
ejercicio y afronta el 2011 con confianza.
La producción de máquinas-herramienta
se situó en 2010 en una cifra que resulta
un 17,7% inferior a la alcanzada en 2009.
 AFM
Los Premios JEC Innovation Awards 2011 reconocen a 14 empresas por sus innovaciones en composites
JEC Composites ha anunciado los ganadores del programa de premios JEC Innovation Awards 2011 que
valoran sobre todo la innovación en cuatro sectores:
materiales reciclables respetuosos con el medio ambiente; herramientas de moldeo avanzadas; la ingeniería civil, con un gran número de nuevas infraestructuras, especialmente en Asia o América del Sur; y
finalmente, en la automoción, con el creciente uso
de composites por la necesidad de ligereza en los
nuevos coches para compensar el aumento de peso
de equipos electrónicos o baterías. Debido a las numerosas candidaturas que se han recibido en estos
ámbitos, se han tenido que crear cuatro categorías
adicionales que no existían el año pasado: termoplásticos, equipamiento, ingeniería civil y automoción.
La entrega de premios a 14 empresas y sus colaboradores se realizará en la feria JEC Composites,
que se celebrará del 29 al 31 de marzo de 2011.
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Deformación Metálica no 316
El programa se creó en 1998 para promover la
innovación. Cada año, un jurado de expertos internacionales de renombre elije las mejores innovaciones en composites, basándose en sus intereses técnicos, potencial de mercado, colaboradores, impacto financiero y originalidad. Este año
destaca por el aumento en el número de solicitudes (63 solicitudes y 45 finalistas) y la participación mundial (20 países de Europa, Norteamérica
y Sudamérica y la región de Asia-Pacífico).
A partir de las empresas premiadas se observan
las principales tendencias del sector de los composites: son más ligeros, más baratos, más seguros y respetuosos con el medio ambiente; las estructuras de composite integradas, diseñadas y
fabricadas en un proceso de una pieza; y rápida
producción, rápida instalación, automatización y
producción en masa. Entre las empresas galardo-
nadas vinculadas con la deformación metálica se
encuentran: Advanced Composites Group, por su
tecnología carbovar para herramientas de moldeo de composites, en la categoría de equipos;
Brötje-Automation GmbH (Alemania) por su máquina automática para producir preformas curvas
para estructuras de aeronaves, en la categoría de
automatización; Latécoère (Francia), por su estructura aeronáutica innovadora con preformas
remachadas avanzadas mediante un proceso
RTM, en la categoría de aplicaciones de aeronáutica; y Jacob Plastics GmbH (Alemania) por su FIT
híbrido: un proceso para la producción de estructuras huecas con composites, en la categoría de
aplicaciones para automoción.
 JEC Composites
Actualidad
Valencia acoge el Sexto Encuentro de Mecanizado
Más de 200 profesionales del mecanizado de toda
España se reunieron el pasado 10 de febrero en
Valencia en el VI Encuentro de Mecanizado, un
punto de referencia empresarial único que aborda
la problemática y oportunidades de este sector industrial del metal. Esta iniciativa, promovida por la
Asociación de Profesionales para la Competitividad del Mecanizado (Aspromec), en colaboración
con el Instituto Tecnológico Metalmecánico (AIMME), la Federación Empresarial Metalúrgica Valenciana (Femeval) y la Cámara de Comercio de Valencia, pretende dinamizar el mercado industrial
de la subcontratación del mecanizado en España.
Los Encuentros de Mecanizado son reuniones periódicas que se celebran en distintas ciudades españolas. Es un foro de intercambio de conocimientos para incentivar entre las pymes del mecanizado actuaciones en materia de innovación, en
cualquiera de sus manifestaciones tecnológica,
cooperativa, operativa o de modelo de negocio, y
para que enfoquen sus estrategias hacia nuevos
mercados y se adapten a los existentes.
En la inauguración del acto, Vicente Lafuente, presidente de AIMME, señaló que es trascendental la
adquisición de maquinaria y de productos innovadores por parte de las industrias. Pero debido a la
falta de recursos de las pequeñas y medianas empresas de este sector, considera imprescindible
que las instituciones públicas impulsen más pro-
gramas y líneas de ayuda de I+D+i, y que se establezcan acuerdos de colaboración individuales o
colectivos con institutos tecnológicos. También ha
insistido en la necesidad de fomentar la salida del
sector del mecanizado al exterior.
Entre las novedades tecnológicas tratadas en el VI
Encuentro de Mecanizado, se ha hecho especial
hincapié en la importancia de complementar las
capacidades del mecanizado con la fabricación
aditiva. Según el responsable de UEN de Ingeniería de Producto de AIMME, Luís Portolés Griñán,
esta tecnología aditiva de última generación permite fabricar series reducidas de productos, aumentar su valor añadido e incorpora nuevas aplicaciones que el mecanizado no puede resolver
por sí mismo a corto plazo.
Entre sus ventajas se encuentra la libertad de diseño y forma, la reducción de tiempo de entrega
en productos de serie corta; la ausencia del utillaje en la fabricación de piezas y la capacidad de
construir geometrías muy complejas como canales y estructuras 3D. La fabricación aditivita es
una línea de investigación desarrollada por AIMME que le ha convertido en referente tecnológico
en España al implantar este sistema pionero que
permite fabricar piezas a medida y en series cortas para los sectores de la automoción, aeronáutico, aeroespacial, biomedicina, dental, dispositivos electrónicos industriales y de consumo y aplicaciones militares.
 AIMME
Agenda
2011
7-9 marzo
San Diego, California (Estados Unidos)
11-16 abril
Beijing (China)
Molding 2011, moldes y moldeo
Información:
CIMT, China International Machine Tool Show
Información:
Executive Conference Management
CMTBA, China Tool & Tool Builder’s Association
8-11 marzo
México DF (México)
10-12 mayo
Zaragoza
Tecma, Tecnologías en máquina-herramienta
Información:
Moldexpo 2011, Feria internacional de moldes y matrices
Información:
Tecma
Feria de Zaragoza
23-26 marzo
Bilbao
Ferroforma 2011, Feria Internacional de Ferretería
Información:
Bilbao Exhibition Centre
10-12 mayo
Zaragoza
Matic 2011, Feria internacional de la automatización industrial
Información:
Feria de Zaragoza
4-8 abril
Hannover (Alemania)
27-30 septiembre
Bilbao
Hannover Messe Technology
Información:
Cumbre Industrial y Tecnológica
Información:
Hannover Messe
Bilbao Exhibition Centre
Deformación Metálica no 316
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Reportaje
Galvanización, protección eficiente y sostenible
Por: J avier Tundidor
Responsable Técnico de ATEG
El galvanizado en caliente es una
solución incontestable frente a los
problemas surgidos por la corrosión
ambiental en los productos de
hierro o acero. Además, asegura la
tranquilidad de que los productos
mantengan una calidad funcional
invariable durante toda su vida útil.
Para aquellos que desconocen este
campo, en este artículo se detalla el
proceso de galvanización,
los requerimientos previos,
sus características principales
y las normas más destacadas que
regulan el sector.
G
ran parte de los elementos de
nuestro sistema constructivo y de
producción industrial están constituidos por materiales que, en
entornos propicios, se corroen; esto es, tratan de
volver a su estado de equilibrio químico oxidándose y, por tanto, dejando de cumplir las funciones estructurales, sanitarias, productivas, etc.,
para las que fueron creados. Es un proceso lento
e irreversible que acarrea considerables pérdidas
a lo largo de la vida útil de un producto. Se estima que el coste de la corrosión puede llegar
hasta el 4% del Producto Interior Bruto1,2.
Para que estas funciones prevalezcan durante
toda la vida útil del producto, se exige que
exista una protección ambiental eficiente que
aporte, además de durabilidad frente a la
corrosión, adherencia y protección mecánica
en los diferentes ámbitos de trabajo. La utilización de técnicas adecuadas de protección
frente a la corrosión puede suponer un ahorro
del 20 - 25% del coste. En el caso del acero,
de entre todos los métodos capaces de protegerlo contra la corrosión, la galvanización es el
que aúna las mejores características mecánicas
y químicas.
Foto 1. Efectos de la corrosión en el acero.
JSCE´s report on the cost of corrosion in Japan. T Shibata, Corrosion Management, March/April
2001, pp. 16-20.
1
Corrosion costs and preventive strategies in the USA. P Virmani, US Federal Highway
Administration Publication No. FHWA-RD-01-156, 2003.
2
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Deformación Metálica no 316
La reacción de difusión del
zinc en el acero se realiza a
unos 4.500ºC y su superficie
queda completamente unida
aleándose con el acero y
generándose varias capas con
diferentes proporciones de
hierro y zinc
Foto 2. Elemento constructivo galvanizado.
Requerimientos mínimos para
galvanizar
La galvanización consiste en el recubrimiento
del acero mediante una capa de zinc. Existen
unos requerimientos mínimos sobre el estado,
composición, diseño y dimensiones del objeto
a galvanizar para un óptimo resultado. Los
más destacables son:
• La superficie del objeto debe estar exenta de
escorias de soldadura.
• En la composición del acero son recomendables unos porcentajes limitados de silicio y
fósforo.
• Se requieren superficies y volúmenes que
permitan la entrada y salida del zinc líquido.
Foto 3. Esquema de producción en la galvanización.
• E s preciso evitar volúmenes cerrados o
superficies solapadas abiertas y, en general,
diseños térmicamente deformables.
• Las dimensiones y peso del objeto están limitados por la estructura de los baños de cada
empresa galvanizadora.
Antes de galvanizar el producto, este tiene
que pasar por un proceso de preparación previo para que el zinc tenga una reacción química enérgica y compacta con el acero.
Fases de la galvanización
Inicialmente se desengrasa mediante la introducción del producto en un baño alcalino,
generalmente de hidróxido de sodio diluido
en agua a temperatura ambiente o ácido (fosfórico más clorhídrico diluidos en agua). A
continuación, en un baño de agua se eliminan
los residuos del desengrase.
La siguiente fase es el decapado, en el que se
trata el producto para eliminar la cascarilla de
óxidos adheridos durante su exposición
medioambiental mediante una solución acuosa de ácido clorhídrico al 15%. Posteriormente,
se aclara de nuevo en agua corriente.
La última fase previa a la galvanización es el
fluxado o amordentado, en la que el material
se prepara para el galvanizado. El baño es una
mezcla de sales (cloruros de amonio y zinc en
proporción de 60/40 en peso, a unos
80-100ºC) que actúa de forma similar al fluxado para soldadura y cuya función es dejar la
superficie del acero limpia de cualquier incrustación remanente, evitar su posterior oxidación y mojar la superficie de los dos elementos
metálicos a reaccionar. Finalmente, la pieza se
introduce en un horno de secado y de esta
forma el objeto está preparado para la galvanización.
La reacción de difusión del zinc en el acero se
realiza a unos 4.500ºC y su superficie queda
completamente unida aleándose con el acero
y generándose varias capas con diferentes
proporciones de hierro y zinc. Las capas más
cercanas al acero tienen una composición
aleada con mayor proporción de hierro y una
dureza mayor que la del propio acero tal y
como se observa en la Foto 4. Esto implica
que el galvanizado del acero también mejora
su resistencia a golpes o a la abrasión.
Además, dado que el acero se sumerge en un
baño, cubre por completo todas las superficies del producto. Cualquier otro método de
protección conocido (metalización, pintura,
electrozincado, etc.) no combina una fuerte
adherencia con un completo y homogéneo
recubrimiento.
La protección química es triple. El zinc, al
tener un potencial electroquímico mayor que
el hierro, es el primero en oxidarse sacrificándose frente al acero; mientras exista una capa
Deformación Metálica no 316
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Reportaje
NORMAS SOBRE GALVANIZACIÓN GENERAL (DISCONTINUO)
UNE-EN ISO
1461
Recubrimientos galvanizados en caliente sobre productos acabados
de hierro y acero. Especificaciones y métodos de ensayo.
UNE-EN ISO
14713
Protección frente a la corrosión de las construcciones de hierro y
acero. Recubrimientos de zinc y aluminio. Directrices.
UNE-EN ISO
10684
Elementos de fijación. Recubrimientos por galvanización en caliente.
La protección química es triple.
El zinc, al tener un potencial
electroquímico mayor que el
hierro, es el primero en oxidarse
sacrificándose frente al acero;
mientras exista una capa de
zinc, el acero no se deteriorará
NORMAS SOBRE CHAPA GALVANIZADA EN CONTINUO
UNE-EN
10327
Chapas y bandas de acero bajo en carbono para conformado en frio
revestidas en continuo por inmersión en caliente. Condiciones técnicas de suministro.
UNE-EN
10326
Chapas y bandas de acero estructural recubiertas en continuo por
inmersión en caliente. Condiciones técnicas de suministro.
NORMAS SOBRE GALVANIZACIÓN DE TUBOS
UNE-EN
10240
Recubrimientos de protección internos y/o externos para tubos de
acero. Especificaciones para recubrimientos galvanizados en caliente
aplicados en plantas automáticas.
NORMAS SOBRE GALVANIZACIÓN DE ALAMBRE
UNE-EN
10244-2
Alambres de acero y productos de alambre.
Recubrimientos metálicos no ferrosos sobre alambres de acero.
Parte 2: Recubrimientos de zinc o de aleaciones de zinc.
UNE
112.077
Recubrimientos de galvanización en caliente de calidad comercial
sobre alambre de acero. Características generales. Designación de
calidades.
Tabla 1. Principales normas para la galvanización.
de zinc, el acero no se deteriorará. Como se
puede ver en la Tabla 1, hay varios elementos
por encima del potencial del hierro. Sin
embargo, el zinc es el que mejor se comporta
al ser un elemento no contaminante, económico, poco reactivo y de corrosión más lenta.
Segundo, si por alguna causa (cortes, tala-
dros, etc.) el acero se ha quedado localmente
desprotegido, la capa de zinc, en presencia de
aire y humedad, genera carbonatos de zinc
que se acumulan en la zona desnuda del
acero, cubriéndola y aislándola de la humedad y del ambiente. Por último, si el tamaño
de la zona desprotegida es aún mayor, la
Capa Eta
(100% Zn)
Dureza 70 HV
Capa Zeta
(94% Zn6% Fe)
Dureza 179 HV
Capa Delta
(90% Zn 10% Fe)
Dureza 224 HV
Capa Gamma
(75% Zn 25% Fe)
Dureza 250 HV
Acero Base
Dureza 150 HV
Foto 4. Corte transversal de un acero galvanizado. Capas constituyentes.
8
Deformación Metálica no 316
acción de protección del zinc sigue ejerciéndose como ánodo de sacrificio, siendo además
su velocidad de corrosión entre diez y treinta
veces más lenta que la del acero.
Con todo ello, conseguimos que un producto
galvanizado esté protegido durante un largo
periodo de tiempo, que en la mayoría de casos
sobrepasa la vida útil del producto. La duración de la protección dependerá, por un lado,
del grosor de la capa de zinc y, por otro, del
ambiente al que se enfrente el producto.
En España, la media anual de pérdida de grosor, salvo en el caso de contacto con medio
marino, es de 3 micras. Por tanto, una capa de
75 micras puede proteger al producto durante
25 años. No obstante, es el ambiente al que se
enfrenta lo que acelera o decelera el proceso.
El ambiente menos agresivo es el medio rural,
seguido del urbano o el marítimo suave, siendo los más agresivos el ambiente industrial o
urbano-marítimo y, por último, los industriales
con alta humedad o elevada salinidad.
Mínimo mantenimiento
y sostenibilibad
El mantenimiento que requiere la galvanización es prácticamente innecesario y, en todo
caso, el reacondicionamiento de los productos
es poco costoso y fácil de realizar. Salvo el más
que razonable coste inicial de la galvanización, el coste medio a lo largo de la vida útil
del producto es menor que cualquier otra
forma de protección comparable. Además, es
aplicable tanto a cualquier producto como a
cualquier tipo de corrosión, bien sea atmosférica, terrenal o por presencia de agua.
El mínimo mantenimiento requerido es una
clara ventaja competitiva frente a las pinturas,
ya que la porosidad inherente a estas conlleva
que no sea una barrera impermeable eficaz
frente a la humedad y al oxígeno. A esto se
añade que las radiaciones solares la envejecen
y aumentan su permeabilidad. Las diferencias
de dilatación entre el acero y las capas de pintura aumentan las microgrietas y entonces,
debajo de ellas, se forman óxidos de hierro
voluminosos que levantan la pintura.
En España, la media anual de
pérdida de grosor, salvo en el
caso de contacto con medio
marino, es de 3 micras. Por
tanto, una capa de 75 micras
puede proteger al producto
durante 25 años
Foto 5. Potencial electroquímico de diferentes elementos en relación al hidrógeno.
Foto 6. Gráfico de costes medios de varios sistemas de protección en relación al espesor del acero.
En cuanto a la sostenibilidad medioambiental,
el zinc, junto al hierro, es uno de los recursos
de menor consumo energético, tanto por
peso como por volumen, a lo largo de todo su
ciclo de vida. Es completamente reciclable y
no tiene efectos adversos en los seres vivos.
También es reciclable el consumo de agua en
su producción y de todos modos, mucho
menor que cualquier otro sistema de protección. La calidad del recubrimiento protector
está asegurada y detallada perfectamente en
numerosas normas tanto nacionales como
europeas (ver Tabla 1). Cualquier tipo de hierro o acero puede tener garantizada la homogeneidad del recubrimiento y la calidad y
adherencia de la capa de zinc.
Además, cabe indicar que en caso de solicitar
una protección extra, el galvanizado en caliente permite una adherencia de pinturas perfecta con efecto multiplicativo sobre la durabilidad de la protección, dado que las microgrietas no se expanden ni levantan la pintura por
formación de óxidos voluminosos. Y por último, si la pieza galvanizada requiriese soldaduras posteriores para su conformación final, no
habría ningún problema, puesto que el procedimiento es similar al empleado sobre superficies de acero.
Por todo ello se trata de una buena solución
frente a los problemas surgidos por la corrosión ambiental en los productos de hierro o
acero. El galvanizado en caliente es un proceso limpio, seguro, reciclable, de gran durabilidad, estéticamente aceptable y que asegura la
tranquilidad al usuario de que los productos
mantengan una calidad funcional invariable
durante toda su vida útil. Invitamos a conocer
con más profundidad sus características y
capacidades para un uso benéfico y rentable
en amplios sectores de la construcción, obra
civil, industria, arquitectura y medio ambiente, entre otros.
 ATEG
Deformación Metálica no 316
9
Reportaje
AIMME y Femeval participan en Laboralia
Por: Departamento de comunicación de Laboralia
Las novedades vinculadas
con la protección de accidentes
laborales volverán a ser el centro
temático de la feria Laboralia,
en la que participarán empresas
e instituciones vinculadas
con el sector del metal,
entre las que se encuentran
el Instituto Tecnológico
Metalmecánico (AIMME) y
la Federación Empresarial
Metalúrgica Valenciana, Femeval.
Ambas entidades presentarán
sus últimas innovaciones vinculadas
con la prevención de riesgos.
10
Deformación Metálica no 316
L
a sexta edición de Laboralia se
celebrará del 3 al 5 de mayo de
2011 en Feria Valencia. La Feria
Integral de la Prevención,
Protección, Seguridad y Salud Laboral reunirá
un año más a los profesionales y empresas
clave del sector de la prevención de riesgos
laborales con el objetivo de aunar conocimientos, actuaciones y esfuerzos para combatir la siniestralidad laboral y reducir la incidencia de los accidentes. Así, se mostrarán los
últimos avances en el sector en cuanto a productos y servicios vinculados a la prevención
de riesgos laborales. Según comentan sus
organizadores, este certamen está consolidado como referente en cuanto a prevención de
riesgos laborales y su objetivo es contribuir a
la implantación y difusión de la cultura preventiva.
Esta edición de Laboralia se caracteriza por
aportar tres novedades respecto a las ediciones anteriores: encuentros bilaterales de promoción exterior; más presencia de I+D+i entre
la oferta expositiva; nuevas oportunidades de
negocio del sector; y seguridad vial para ofrecer una perspectiva integral de prevención.
Para esta edición, la feria ha organizado múltiples jornadas, congresos y demostraciones
entre los que destacan encuentros profesionales como: el I Ágora Internacional de
Seguridad Vial “De la Movilidad Empresarial a
la Seguridad Vial”; el I Congreso del Colegio
Oficial de Técnicos en Prevención de Riesgos
Laborales; el Foro Internacional de Seguridad
en Construcción Novedades, Requisitos
Técnicos y Últimas Tecnologías en los Medios
de Protección y Equipos de Trabajo; y una jornada de I+D+i de la Plataforma Española de
Seguridad Industrial y los institutos tecnológicos, entre otras actividades.
Participación de AIMME
El Instituto Tecnológico Metalmecánico,
AIMME, ha participado en Laboralia de forma
activa en sus ediciones anteriores, en las que
ha mostrado a los visitantes profesionales de la
feria los proyectos e iniciativas que el instituto
ha llevado a cabo para minimizar desde la
incidencia medioambiental de las empresas
del sector hasta mejorar la seguridad laboral
en el sector de tratamiento de superficies
metálicas. En la actualidad, AIMME está trabajando en la nueva legislación de prevención
de riesgos laborales.
En un ejercicio que se presenta lleno de incertidumbres para el sector metalmecánico, el
objetivo de AIMME será seguir apostando por
el desarrollo de áreas de excelencia como el
desarrollo de producto, materiales, ingeniería
medioambiental y las TIC. En este sentido, la
entidad tiene abierta una importante línea de
proyectos en los que busca nuevas posibilidades de materiales y aplicaciones para los productos y procesos para que permitan a sus
empresas asociadas mejorar su competividad.
Entre ellas, se puede destacar el proyecto de
fabricación aditiva de aluminio y aleaciones
ligeras (ANF-Forming), una nueva tecnología
aditiva de última generación que permite
fabricar series reducidas de productos con
aleaciones no férricas, mediante técnicas de
conformado de material por adición, es decir,
añadiendo material por capas. Otra iniciativa
es el proyecto Nanocav, cuyo objetivo es desarrollar un nuevo concepto de convertidor
catalítico para automoción más eficiente, que
permita conseguir una disminución de las
emisiones volátiles de los gases de escape de
vehículos mediante el rediseño y la optimización de los dispositivos utilizados en la actualidad en los sistemas de escapes de los vehículos.
Por su lado, y en materia de seguridad industrial, la entidad trabaja en referencia a los problemas que tienen los fabricantes a la hora de
verificar que los productos que comercializan
son seguros. Por eso, desde AIMME se ofrece
una gran variedad de servicios como el asesoramiento en materia de marcado CE; estudios
sobre la caracterización y diagnóstico de la
seguridad de productos; o la colaboración de
sus técnicos con el equipo de desarrollo de
producto de las empresas asociadas para integrar la seguridad desde el proceso de diseño,
lo que se denomina “prevención intrínseca”.
Actividades de Femeval en Laboralia
Entre los expositores del certamen también se
encontrará Femeval, la organización que
representa a las empresas del sector metalmecánico de Valencia, que ya ha asistido a las
cinco ediciones anteriores de Laboralia. La
entidad presentará su línea de trabajo en
materia preventiva y los proyectos que ha
desarrollado en los últimos años. Dentro de las
actividades de Femeval destaca el asesoramiento individual a sus empresas en materia
de seguridad laboral, incluyendo el apoyo a
aquellas compañías que han asumido la gestión de la prevención de riesgos laborales.
Desde su creación, Femeval ha informado de
toda la legislación de aplicación al sector del
metal, identificando los requisitos aplicables a
las empresas, ayudándolas a cumplirlos.
Además, disponen de un novedoso servicio
personalizado para la implantación de la
norma OHSAS 18001 mediante una plataforma web, tecnología que permite a pymes y
micropymes adoptar esta norma, que de otra
forma tendrían muy difícil incorporar este
estándar en su sistema de gestión.
En su sexta edición, Laboralia presentará la
Tarjeta Profesional de la Construcción, en la
que se incidirá en la información del proceso
de tramitación y obtención y se proporcionará
la formación requerida por el convenio del
sector. Por ello, en el stand de Femeval se distribuirá información sobre la oferta formativa
de la asociación en materia de prevención,
destacando que es uno de los puntos de tramitación para la obtención de esta tarjeta para
las actividades del sector del metal. Por otro
lado, en colaboración con su asociación de
instaladores y mantenedores de sistemas de
protección contra incendios, se va a presentar
la PCIpedia, la primera enciclopedia on line
sobre protección contra incendios que, basándose en el concepto wiki, permite a sus lectores incorporar o modificar sus contenidos.
 Laboralia
Deformación Metálica no 316
11
Artículo Técnico
Transformación de aceros
de alta resistencia mediante
impulsos electromagnéticos
Por: José Ignacio Zarazua1, Iñaki Eguia1, Ianire Oar1, Juan San José1,
Rafael Iturbe2, Borja López2, Víctor García3, Marc Grané3
1
2
3
Resumen
Desde hace algunos años existe una incesante búsqueda de la reducción de peso en
los coches como método directo para disminuir
las
emisiones
de
CO 2.
Para abordar esta tendencia, los aceristas
optaron por la creación y utilización de
aceros de mayor límite elástico que aportasen ligereza sin menoscabo de los estándares de seguridad en las carrocerías de los
automóviles. Estos aceros conllevan una
serie de limitaciones o desventajas en la fase
de transformación en componentes finales,
por lo que son necesarias nuevas tecnologías de deformación para evitarlos o para
minimizar su impacto en la cadena productiva. Asimismo tecnologías ya existentes,
pero dedicadas a otros sectores industriales,
son susceptibles de ser adaptadas para su
uso en la industria del automóvil .Entre
estas últimas está el conformado por impulsos electromagnéticos, cuya adaptación al
mundo de la automoción se venía desarrollando internamente en Tecnalia desde el
año 2004. En el marco del proyecto Cenit
Forma0 y conjuntamente con Antec S.A. y
el CTM de Manresa se ha profundizado en
el uso de esta tecnología en la deformación
de aceros de nueva generación.
12
Deformación Metálica no 316
Tecnalia, Unidad de Transporte, Derio (Bizkaia)
Antec, S.A., Portugalete (Bizkaia)
CTM Centre Tecnològic, Manresa (Barcelona)
A
ntecedentes
y proyecto Forma0
En los últimos años se están dando
importantes cambios en el sector automovilístico en cuanto
a las exigencias a los nuevos modelos: más
seguridad en las pruebas de impacto pero con
un menor peso para conseguir una reducción
del consumo y en consecuencia menor contaminación. Para cumplir estas exigencias se
están incorporando, entre otros materiales,
los aceros de alta resistencia mecánica que por
sus características permiten reducir los espesores en piezas con requerimientos estructurales
en la carrocería.
Los aceros de alta resistencia (HSS) se caracterizan por presentar valores de límite elástico
entre 450 y 550 MPa. Por encima de estos
aceros, desde el punto de vista mecánico
están los aceros avanzados de alta resistencia
mecánica (aceros AHSS, acrónimo del inglés
Advanced High Strength Steel o aceros de ultra
alta resistencia), cuyo límite elástico es superior a 550 MPa.
Hasta la fecha, para conformar las chapas de
aceros convencionales se empleaban aceros
de herramienta con valores elevados de dureza, para aumentar la resistencia al desgaste
de los útiles de conformar. Sin embargo, esta
estrategia deja de ser válida para conformar
aceros de alta resistencia mecánica, puesto
que hay que optimizar la combinación de
dureza y tenacidad, para dotar a la herramienta de buena resistencia al desgaste y
de elevada tenacidad para poder resistir
impactos elevados. Existe, pues, un desfase
entre el estudio y desarrollo de nuevos aceros de alta resistencia para la producción de
piezas del sector del automóvil y el diseño y
desarrollo de aceros para herramientas. A su
vez, el planteamiento de nuevas estrategias y
tecnologías de conformado de estos aceros
que palien o solventen las limitaciones en
las herramientas de deformación, es a todas
luces imprescindible.
Sobre esta base, nació el proyecto Forma0
(2006-2009) que tiene como objetivo desarrollar nuevos procesos de conformado y
optimizar los ya existentes, que permitan
fabricar componentes industriales con aceros
de alta resistencia. El proyecto Forma0 ha
sido uno de los 16 proyectos seleccionados
por el CDTI, que depende del Ministerio
de Innovación y Ciencia, para el Programa
CENIT (Consorcios Estratégicos Nacionales
de Investigación Técnica), destinado a I+D en
áreas tecnológicas estratégicas y de interés
internacional. Hay que reseñar que ha sido el
Ministerio de Innovación y Ciencia el que ha
aportado la financiación que ha hecho posible la completa realización de este proyecto.
El alcance del proyecto se centró en dos líneas
bien definidas:
1. La investigación de nuevos procesos de
conformado de aceros de alta resistencia
mecánica y de tecnologías avanzadas de
fabricación de matrices.
2. La investigación sobre nuevos materiales y
recubrimientos duros aplicables al conformado de aceros de alta resistencia.
El proyecto quedó dividido en varios paquetes de trabajos o tareas que abordarían diferentes ámbitos de investigación enmarcados
en las dos grandes líneas ya expuestas.
En enero del 2008 se produjo la incorporación
de Antec, S.A. como empresa líder y Tecnalia
como líder tecnológico, de una de las tareas
de investigación en las que quedó dividido el
proyecto. En concreto, se encargaron de pilotar la actividad “A.IV Conformado de aceros
AHSS por pulsado electromagnético” en la
que el objetivo general fue investigar sobre
el conformado de aceros AHSS mediante la
técnica del pulsado electromagnético (EMF).
•U
na segunda línea de investigación más
aplicada se concentró en la investigación
de una aplicación del conformado
electromagnético como posible sustituta
de un proceso industrial real realizado
mediante otra tecnología. En este caso
se seleccionó el doblado y engatillado
de aceros dulces y para obtener calidad
“Clase A”. La calidad denominada
“Clase A” es la que corresponde a las
piezas exteriores del vehículo en las
que el acabado superficial y geométrico
está regido por los mayores niveles de
exigencia. Aquí se pretendía mejorar la
metodología en el diseño y fabricación de
las bobinas necesarias para este proceso,
El proyecto Forma0 (2006-2009)
tiene como objetivo desarrollar
nuevos procesos de conformado y
optimizar los ya existentes para que
permitan fabricar componentes
industriales con aceros de alta
resistencia. El proyecto Forma0 ha
sido uno de los 16 proyectos
seleccionados por el CDTI
Figura 1. Evolución de la simulación 2d  3D en anillos expandidos.
Figura 2.
Esquema de la
transferencia de
valores de fuerzas a
Abaqus.
Líneas de investigación
La actividad de “Conformado de aceros AHSS
por pulsado electromagnético” supone por
definición un amplio ámbito de desarrollo.
Por eso, para acotarse y así focalizar los
esfuerzos de Tecnalia y Antec, S.A., se agruparon en tres fases que supusieron un avance
progresivo en el conocimiento:
• Una primera línea de investigación
básica concentrada en la adquisición de
conocimientos y en la que el principal
objetivo fue el estudio y comprensión del
fenómeno de deformación por impulsos
electromagnéticos. Para ello, se utilizó la
experimentación de expansión de anillos
sobre varios materiales como AA 6060
T5, St34-3, DP800, como método de
profundización.
Deformación Metálica no 316
13
Artículo Técnico
Figura 3.
comenzando por geometrías sencillas y
evolucionando hacia una más compleja.
• La tercera y última se concretó en el
análisis de la viabilidad técnica de una
nueva aplicación industrial, que quedó
definida en una unión de tubos por
expansión.
Desarrollo de la investigación.
Aproximación numérica
y programa experimental
El uso del cálculo con elementos finitos
como medio predictivo del comportamiento
de la bobina y del material a deformar fue
una herramienta utilizada en el proyecto
Figura 4. Ensayos y mediciones obtenidas.
14
Deformación Metálica no 316
para poder partir de conceptos más simples
inicialmente, encaminados hacia situaciones
de comportamiento más complejo desde el
punto de vista eléctrico y mecánico.
En la figura siguiente se puede observar un
ejemplo de la evolución de la simulación de
la expansión de anillos, desde el caso más
sencillo en 2D y la de mayor complejidad
en 3D.
En el ámbito de la investigación de la segunda línea de la tarea del proyecto (el doblado
y engatillado) se iniciaron las actividades
con la realización de simulaciones de las
bobinas de geometría simple como paso
previo a realizar las de la geometría compleja.
Concretamente, se simuló el comportamiento de la bobina y del material. Se detectaron
dificultades en la ejecución de la misma por
lo que se priorizó el análisis termo-mecánico
de la bobina de doblado y engatillado, dado
que es un aspecto que hasta entonces no se
había estudiado en Tecnalia. De esta manera,
se pudieron obtener datos interesantes del
comportamiento de la bobina en el caso de
un seriado de piezas en régimen de producción que nos permitirán mejorar el concepto
de diseño de las bobinas en un futuro. Hasta
ahora las simulaciones electromagnéticas se
resuelven utilizando un código específico de
resolución de campos magnéticos y poste-
Figura 5. Grabaciones.
riormente se transfieren los valores de fuerzas
a Abaqus para simular el estado de esfuerzos.
Los resultados obtenidos en el doblado son
aceptables por su verificación en la posterior
fase de experimentación, pero no así los
obtenidos en el engatillado, necesitando
de una mayor profundización en esta fase
de la deformación. Actualmente es imposible simular el doblado y el engatillado en
una misma simulación porque no se puede
acoplar el estado tensional de la malla (de
los elementos finitos) que resulta del primer
análisis (el doblado) con el segundo análisis
(el engatillado). Además, tampoco es posible
simular a la vez el fenómeno electromagnético y el mecánico, como ya se ha citado.
Experimentación
La fase experimental permitió verificar físicamente si los parámetros y resultados de
deformación obtenidos en la fase simulación,
eran los que se obtenían de manera predictiva. Para el caso de los anillos se ensayaron
materiales como aluminio AA 6060, T5, acero
St-34, así como DP-800.
Los ensayos arrojaron como conclusión reseñable que se mostró como viable la expansión de anillos de acero DP-800 y con unas
deformaciones que, tras su medición, se
observó que se ajustaban con los resultados
obtenidos en las simulaciones previas. En la
fase experimental, desarrollada en la línea
de investigación de doblado y engatillado,
se comenzó con una geometría sencilla que
sirviese de base de experimentación y de
conocimiento, para abordar la geometría
compleja al final del proyecto. Esta tarea de
experimentación contemplaba dos fases de
Los resultados obtenidos en el
doblado son aceptables por su
verificación en la posterior fase de
experimentación, pero no así los
obtenidos en el engatillado,
necesitando de una mayor
profundización en esta fase de
la deformación
deformación, siendo la primera un doblado
de 0º a 90º, es decir, partiendo de una chapa
plana hasta el primer doblado. La segunda
fase de deformación, de 90º a 180º, se realizó
partiendo de las chapa dobladas a la vertical
terminando el engatillado, engrapando una
pieza interior, a modo de componente real
de un automóvil.
Los parámetros que se experimentaron en
esta fase de doblado y engatillado fueron los
obtenidos en las simulaciones y se concluyeron como idóneos en los experimentos de la
geometría sencilla. Por otro lado, en ámbitos
como el concerniente a los materiales que
componían la bobina y su proceso de fabricación, se experimentó un proceso evolutivo
que nos encaminó a obtener una herramienta
robusta y fiable en la experimentación de la
geometría compleja en la que se desarrolló
un seriado amplio de muestra.
Ya en la geometría compleja y tras los ensayos, se verificó la imposibilidad de engatillar
radios muy restrictivos a pesar de las mayores
capacidades de la tecnología EMF, teniendo
que recurrir a soluciones habituales en el
uso de otras tecnologías de engatillado para
Deformación Metálica no 316
15
Artículo Técnico
Los ensayos arrojaron como
conclusión reseñable que se
mostró como viable la
expansión de anillos de acero
DP-800 y con unas
deformaciones que, tras su
medición, se observó que se
ajustaban con los resultados
obtenidos en las simulaciones
previas.
actuales. Tras diseñar y fabricar la bobina de
expansión adecuada, se procedió a realizar
los ensayos de unión tubular con dos materiales distintos:
• Tubo exterior de St-34
• Tubo interior de DP-800 / St-34
En los ensayos realizados se pudo observar
que se obtenía una deformación importante
del DP-800, pero no se era capaz de hacerlo
ensamblar de manera permanente con el
tubo exterior.
Por el contrario, con el otro acero St-34,
se obtuvieron resultados espectaculares que
mejoraron de manera sustancial al añadir al
experimento inicial unas matrices que confinaban la zona de expansión de los tubos y
que poseían una serie de huellas que reforzaban aún más la unión mecánica. Como
elemento indicativo de la calidad mecánica
de la unión obtenida, se diseñó un experimento de tracción como prueba final de los
tubos de Acero S34/St-34, donde se corroboró que la unión mecánica obtenida era
estable y con una resistencia a su desmontaje
que no se había alcanzado nunca alcanzada
anteriormente. Esta vía de experimentación
ha dejado nuevas líneas de trabajo futuras a
desarrollar en el ámbito de la unión mecánica
de tubos mediante expansión.
Figura 6. Esquema de los ensayos realizados.
Figura 7. Los dos diferentes tipos de huellas.
solucionar este impedimento. Uno de los
objetivos de esta tarea y de la experimentación de la geometría compleja, era obtener
un proceso estable que nos garantizase una
repetitividad de la pieza deformada con la
calidad exterior requerida. Los resultados en
cuanto a “Calidad A” perseguida desde un
principio, no fueron todo lo satisfactorios que
exige la exquisitez de ese nivel de componente, pero es correcto en cuanto a engrape
mecánico. Para intentar comprender más el
porqué del comportamiento del material en
la fase de doblado y engatillado y que pudiese influir en la calidad de aspecto obtenida se
realizaron grabaciones de alta velocidad en
ambas fases.
En estas grabaciones se pudo observar el
retraso que experimenta el material en su
fase de doblado y engatillado en las zonas de
los radios. Esto que no genera problemas en
16
Deformación Metálica no 316
la fase de doblado, favorece la aparición de
pliegues en la de engatillado. Asimismo, se
puede apreciar que debido a lo violento del
impacto en el momento del engatillado el
material toda vez doblado 180º transmite el
impulso al exterior de la chapa externa, generando ligeros defectos de aspecto no admisibles en esta concepción de componente.
Internamente en Tecnalia se está realizando
un proceso de reflexión interna para decidir
por dónde continuar el desarrollo de esta
aplicación de la tecnología que pueda paliar
las limitaciones encontradas.
Finalmente, en el ámbito de la experimentación se abordó la tercera vía, que se concretó en el ensayo de una unión mecánica
permanente de tubos, obtenida por expansión. El objetivo fue la experimentación de
posibles nuevas aplicaciones de la tecnología
de EMF en sustitución o complemento de las
Agradecimientos
Los autores desean agradecer expresamente
al consorcio del proyecto CENIT Forma0
por otorgar su consentimiento para la publicación de este trabajo. En particular, a los
coautores de este artículo, Antec, S.A y al
Centre Tecnològic de Manresa (CTM), miembros activos en la ejecución del trabajo aquí
descrito. Asimismo, hay que expresar nuestro
agradecimiento al Ministerio de Innovación
y Ciencia y al CDTI, que gracias a su apoyo
y financiación han hecho posible que este
proyecto se pueda llevar a cabo de manera
satisfactoria.
 Tecnalia
Artículo Técnico
Algunas consideraciones
sobre los aceros inoxidables
austeníticos para tornillería
estampada en frío
Por: M
anuel Antonio Martínez Baena
Ingeniero Metalúrgico
Resumen
Las piezas que se obtienen por deformación
y estampación en frío a partir de productos
largos, normalmente perfiles redondos –barras, alambrones y alambres– de aceros inoxidables austeníticos sufren operaciones, más o
menos importantes antes de llegar a las
medidas finales de la pieza puesta en forma.
Su hechurado puede ser un proceso sencillo,
como ocurre cuando se trata de piezas con
una pequeña deformación en frío. Por ejemplo, un simple recalcado, o bien puede
convertirse en un trabajo mucho más dificultoso y complejo, que es, en definitiva, un
factor predominante en el coste final de la
pieza conformada.
os criterios de selección de un
acero inoxidable austenítico, destinado a la fabricación de piezas por deformación plástica del
material, dependen de los siguientes factores clasificados por su orden de
importancia:
•Resistencia a la corrosión.
•Propiedades físicas y mecánicas.
•Aptitud a la puesta en forma (deformación
en frío o en caliente).
•Facilidad de aprovisionamiento y precio del
material.
En general, la mayoría de estos factores son
de carácter antagónico y la decisión final es
un compromiso difícil. Pero, ¿qué características fundamentales busca el utilizador en
un material para la fabricación de sus piezas
por deformación plástica en frío? Se tienen
que buscar aquellas que puedan aportar las
mayores ventajas para una fabricación óptima
y rentable:
–B
uena productividad, o lo que es lo mismo,
alta cadencia de fabricación.
– Máxima duración y rendimiento de las herramientas.
– Excelente estado superficial o de acabado
de las piezas fabricadas.
– Mínimos tiempos de paro en máquina.
Este conjunto de características, ponderado
en cada caso de forma diferente, constituye
para el usuario conceptos muy particulares de
un buen o mal proceso productivo. El presente trabajo se ocupa de los esfuerzos realizados
por los metalurgistas en la mejora constante
de las pautas de fabricación de un grupo de
aceros que, por sus características y propiedades, tienen personalidad propia: los aceros
inoxidables austeníticos para deformación y
estampación en frío (Tabla 1).
El alambrón de acero inoxidable austenítico,
destinado a la obtención de tornillos y otras
piezas por deformación y estampación en frío
es, probablemente, uno de los productos que
L
Acero/Según
normas AISI y [EN]
Composición química media (%)
Principales elementos
C
Ni
Cr
Mo
Cu
304 L [X2CrNi 18 10]
≤ 0,030
10,50
17,50
–
–
316 L [X2CrNi Mo 17 12 2]
≤ 0,030
13,25
17,00
2,30
–
302 Cu [X2CrNi Cu 18 9 ]
≤ 0,030
9,50
17,50
–
3,25
316 Cu [X5CrNi MoCu 17 13 2]
0,040
12,25
17,00
2,10
3,25
305
[X5CrNi 18 12]
0,040
12,25
17,50
–
–
304
[X5CrNi 18 10]
0,040
10,50
17,50
–
–
Tabla 1. Principales aceros inoxidables austeníticos que se utilizan en deformación en frío.
18
Deformación Metálica no 316
presenta mayores dificultades de fabricación.
En efecto, en el material hay que conseguir
un doble objetivo: en primer lugar, centrar
de una manera muy precisa, la composición
química del acero para obtener, asimismo,
una muy buena aptitud a la deformación y
puesta en forma; y en segundo lugar, garantizar una calidad superficial con ausencia total
de defectos, después del trefilado y del hipertemplado, que garantice la no aparición de
grietas en los tornillos u otras piezas durante
su estampación en frío.
Es muy importante conseguir ese doble
objetivo de una forma constante y regular,
haciendo especial hincapié en los alambrones
de pequeño diámetro, ya que estos normalmente van destinados, después de un fuerte
trefilado, a la fabricación por ejemplo de
tornillos y remaches que sufren casi siempre
las mayores deformaciones –recalcado– en la
zona de cabeza.
do en su trabajo de estampación (endurecimiento de cabeza y de rosca).
Este último principio, junto con la especial
orientación del fibrado, posibilita la utilización directa de tornillos y piezas de pequeñas
dimensiones, sin tratamiento térmico alguno;
lo que asimismo permite reducir los costes de
fabricación.
En el material hay que conseguir
un doble objetivo: centrar de una
manera muy precisa la composición
química del acero para obtener una
muy buena aptitud a la deformación
y puesta en forma; y garantizar una
calidad superficial con ausencia
total de defectos, después del
Aptitud de los aceros inoxidables
austeníticos a la deformación
y estampación en frío
Los diversos aspectos y ventajas de la deformación y estampación en frío, permiten
trefilado y del hipertemplado, que
garantice la no aparición de grietas
en los tornillos u otras piezas
durante su estampación en frío
Ventajas del proceso
de conformación y puesta
en forma en frío
La operación más sencilla de deformación
plástica en frío que podemos concebir consiste en tomar una porción de material (taco
macizo normalmente de sección redonda) y
aplastarlo de forma perpendicular a su eje,
–recalcado– según está esquematizado en la
Figura 1.
Este principio se ha aplicado en la fabricación de tornillos y a otras piezas que, hace
ya bastante tiempo, se obtenían por corte y
mecanizado por arranque de viruta.
En relación con el trabajo de mecanizado
por arranque de viruta, el trabajo de estampación y conformación en frío presenta las
siguientes ventajas:
– Cadencia de fabricación mayor y pieza virtualmente acabada.
– Poca o ninguna pérdida de material.
– Mejora de las características mecánicas.
Por ejemplo, del tornillo aprovechando el
aumento de resistencia mecánica produci-
Figura 1.- Nomenclatura del ensayo de
recalcado.
Figura 2.- Influencia del contenido de níquel (Ni) en el endurecimiento inducido según las
distintas tasas de reducción habidas entre los distintos aceros ensayados.
conocer mejor cuáles deben ser las propiedades de los aceros inoxidables austeníticos
utilizados en estas técnicas y trabajos de
puesta en forma.
En la hipótesis de que se descarte el riesgo
del efecto de pandeo, por ejemplo en la
estampación o puesta en forma de un tornillo
u otra clase de pieza, utilizando un punzón
deslizante; o, más bien, fijando una relación
de recalcado H/d, suficientemente débil para
que el material muestre una muy buena aptitud al conformado o forja en frío. Para ello es
fundamental: en primer lugar, conseguir una
importante deformación por compresión,
sin que se presenten descohesiones puestas
de manifiesto con la aparición de grietas; en
segundo lugar, realizar la estampación o forja
a la velocidad pretendida y en un solo golpe;
y en tercer lugar, que el material se deje
deformar con facilidad. Dicho de otra manera, que para una determinada deformación,
la energía de conformado sea la mínima posible. Condiciones que se pueden satisfacer,
normalmente, teniendo en cuenta:
–U
nas determinadas condiciones generales.
– Una adecuada elección de la composición
química.
– Microestructura.
– Eliminación total de defectos superficiales.
Condiciones generales
En el transcurso del proceso de deformación en frío, el material se vuelve duro.
Normalmente, este endurecimiento se produce junto a una bajada de la ductilidad residual
del material trabajado. Cuanto mayor sea la
tasa de endurecimiento, mayor será el grado
o dificultad de deformación, al mismo tiempo
que aumenta:
– La energía de deformación, lo que exige
utilizar máquinas más potentes.
– El peligro de rotura de las herramientas.
– El riesgo de gripado.
Adecuada composición química
Las composiciones de los aceros que figuran
en la Tabla 1 son el resultado de una larga
experiencia lograda en colaboración del ace-
Deformación Metálica no 316
19
Artículo Técnico
rista, con los fabricantes de tornillos y de otras
piezas producidas de esta manera. El nivel y
los límites de los elementos de aleación que
entran en la composición química de los
diferentes aceros, presentes en este grupo, se
tienen en cuenta para responder a las exigencias previstas:
– Aptitud a la deformación en frío.
– Alta resistencia a la corrosión.
– Características mecánicas, físicas y tecnológicas.
En la Figura 2 se indica la influencia del
contenido de níquel en el endurecimiento
producido, según los distintos grados de
reducción aplicados. Entre todos los aceros,
se debe destacar el acero AISI 305 [X8CrNi18
12] que es uno de los más utilizados, por
su alto contenido de níquel (Ni). Su tasa de
endurecimiento por deformación en frío,
relativamente pequeña, unida a unas muy
buenas características de conformabilidad,
reducen muy significativamente el grado de
deterioro de las herramientas de estampar, de
roscar y las de fileteado por fresado.
La resistencia a la corrosión del acero AISI 305
[X5CrNi 18 12] es, en la práctica, muy similar
a la del acero AISI 316 [X5CrNi Mo17 13 2];
siendo superior la aptitud al pulido, frente a
la del clásico acero AISI 304 [X5CrNi18 10].
En la mayoría de los cuantiosos estudios
publicados sobre el tema de la composición
química que presenta este grupo de aceros,
todos coinciden en señalar que tanto los
elementos gammágenos –formadores de austenita– como los alfágenos –formadores de
ferrita– contribuyen a estabilizar la austenita,
frente a la transformación inducida por la
deformación en frío. Todo esto está de acuerdo con lo ya antes indicado, que la austenita
más baja en níquel es más inestable que la
austenita alta de níquel; por lo que es un
hecho constatado que la austenita más baja
de níquel, más inestable, tiene mayor tendencia a transformarse en martensita durante el
proceso de conformado en frío.
ción, anticipando un prematuro agotamiento
de la capacidad de deformación.
Tamaños de grano muy finos producen un
endurecimiento innecesario y tamaños de
grano groseros provocan, por deformación,
tiempo, se reduce la estabilidad de la austenita, y de forma indirecta, ya que disminuye en
ella, los contenidos respectivos de C y de N.
Asimismo, está comprobado que la disminución de carbono (C) de masa matricial
Figura 3.- Inclusiones de óxidos superficiales que han provocado grietas, por concentración de
tensiones, en el proceso de estampación y de forja en frío.
Figura 4.- Rosario de inclusiones subcutáneas que pueden llevar, también, a la aparición del mismo
tipo de grietas –por concentración de tensiones– durante los trabajos de deformación en frío.
Microestructura
Dentro de este apartado existen tres factores
que tienen una importancia fundamental: el
tamaño de grano; los carburos; y las inclusiones no metálicas.
una deficiente calidad superficial con la aparición de la llamada "piel de naranja". El tamaño de gano óptimo para estos menesteres se
sitúa entre 4 y 6, según la norma ASTM.
1. El tamaño de grano
Del tamaño de grano austenítico depende de
la temperatura de hipertemple y tiene gran
influencia en las características mecánicas del
acero hipertemplado. El tamaño de grano
fino eleva sensiblemente la resistencia a la
tracción y el límite elástico, al mismo tiempo
que disminuye el alargamiento. No modifica,
sustancialmente, la pendiente de la curva de
endurecimiento; la menor ductilidad inicial se
mantiene a lo largo del trabajo de deforma-
20
Deformación Metálica no 316
2. Los carburos
Las adiciones de elementos tales como el titanio (Ti) y el niobio (Nb), fijan, fuertemente,
el carbono (C) y el nitrógeno (N) en forma
de carburos o de nitruros muy estables, bien
distribuidos dentro de los granos de austenita. De este modo, se evita la precipitación
intergranular de los carburos o de nitruros de
carbono, cualquiera que sean las condiciones
de permanencia a alta temperatura. Al mismo
austenítica hace que el material se comporte,
en cuanto a la estabilidad de la austenita y
al endurecimiento, como un acero de más
bajo carbono. En cambio, su alargamiento de
rotura disminuye y su capacidad de deformación en frío se ve reducida.
3. Las inclusiones
La presencia de inclusiones no metálicas
en el acero puede producir grietas durante
su estampación y puesta en forma, debido
al efecto concentrador de tensiones que
presentan. Alrededor de tales inclusiones se
producen concertaciones tensionales, que
pueden originar grietas durante el trabajo
El endurecimiento
por deformación plástica en frío
varía fuertemente según sea
la composición química del acero
utilizado y, con esto, el primer
problema que se presenta
es el método de medida
de tal endurecimiento
Figura 5.- Análisis comparativo de las curvas
de tracción racional de los aceros inoxidables
austeníticos: AISI 304 [X5CrNi18 10] y AISI
302Cu [X10CrNiCu18 9].
de conformado en frío, por ejemplo en las
cabezas de los tornillos (cabezas reventadas).
La presencia de alineaciones de inclusiones en
zonas subcutáneas y de inclusiones superficiales de óxidos y sulfuros en el material a deformar pueden llevar, también, a la aparición de
grietas durante el trabajo de deformación en
frío. Las figuras 3 y 4 muestran inclusiones
de óxidos y la aparición de grietas sobre la
cabeza de los tornillos afectados.
De una mínima o casi nula presencia de
inclusiones en el material, que están en
estrecha dependencia con las condiciones
de su proceso de elaboración en caliente, se
deduce la importancia de la metalurgia en las
pautas (fusión, desoxidación, colada, etc.) de
fabricación de este grupo concreto de aceros
inoxidables.
4. Eliminación de los defectos
superficiales
Los defectos superficiales, en particular rayas
longitudinales y pliegues, procedentes de los
productos laminados en caliente pueden, si
alcanzan cierta profundidad en el material
ya trefilado, provocar durante su trabajo de
puesta en forma, grietas en las cabezas de los
tornillos, y en las partes más críticas de otras
piezas conformadas de la misma manera.
Para evitar al máximo tales defectos, hay
que realizar controles exhaustivos y severos
de los productos intermedios laminados en
caliente (palanquillas y alambrones). Y, particularmente, de una forma exhaustiva en la
superficie de acabado del producto trefilado,
ya que la superficie de los alambres es un
factor esencial para conformación y puesta
en forma de todos los aceros deformables
en frío.
El conformado en frío de los aceros
inoxidables austeníticos
Los aceros inoxidables austeníticos deben
reunir una serie de características para su
óptima utilización en los procesos de deformación plástica en frío. Tales características
se pueden resumir:
– Resistir una deformación importante sin
que se produzcan descohesiones, puestas
estas de manifiesto con la aparición de
grietas.
– Dejarse deformar fácilmente en frío. Esto
es, que para una deformación dada, la
energía necesaria sea la menor posible.
– Que se pueda realizar el trabajo de deformación a la velocidad correspondiente, y si
es posible, con un solo golpe.
A lo largo de todo el trabajo de deformación, como se ha indicado antes, el material
se va endureciendo. Este endurecimiento
va acompañado de una bajada de la ductilidad residual del acero y, a medida que
la dureza se incrementa, la deformación se
hace cada vez más dificultosa. Esto conlleva: (1) un aumento mayor de la energía de
deformación que exige, inevitablemente, la
utilización de máquinas, normalmente más
potentes; (2) que los riesgos de gripado sean
más elevados; y (3) que el peligro de rotura
de las herramientas sea también mayor.
Como ya sabemos, el endurecimiento por
deformación plástica en frío varía fuertemente según sea la composición química del acero utilizado y, con esto, el primer problema
que se presenta es el método de medida de
tal endurecimiento.
Curva de tracción racional
Las curvas de tracción racional de los aceros
determinan su resistencia a la tracción, en
función de la tasa de reducción del área de
la probeta ensayada. En la figura 5 se indican las curvas correspondientes a los aceros
inoxidables austeníticos AISI 304 [X5CrNi18
10] y AISI 302 Cu [X2CrNiCu18 9] en estado
hipertemplado.
Para evaluar la tasa de endurecimiento de
tales aceros, a lo largo de una deformación
en frío específica, hay que referirse a sus
curvas de consolidación que representan la
evolución de la tensión real () –aplicada a la
sección en cada instante–, en función de la
deformación racional (), siendo:
 = (F/S) y  = ln (L/L0) = ln (S/S0)
 = tensión real
 = deformación racional
F = fuerza real aplicada en la probeta en cada
instante del ensayo
S0 = sección inicial
S = sección real de la probeta en cada instante
La curva de consolidación o de endurecimiento, tiene un significado físico preciso
y permite, asimismo, calcular la energía de
deformación específica del material correspondiente. La energía de deformación específica, para una deformación () determinada, viene expresada por la integral de la
curva de tracción:
W = ∫  ().d 
0
W = energía de deformación
Tomando escalas logarítmicas -log _ en
ordenadas y log _ en abcisas - al construir la
curva de tensión-deformación para la zona
de deformaciones uniformes, a partir de la
curva convencional de tracción, se obtiene
una recta de pendiente n y ordenada en el
origen k.
log  = k + n log 
La constante k, que tiene las dimensiones de
un esfuerzo –presión–, carece de importancia
en esta aplicación. La constante n fija la pendiente de la curva y se denomina coeficiente
de endurecimiento; su valor, en los aceros
inoxidables austeníticos, está normalmente
entre 0,45 y 0,85.
El valor de n es bastante más bajo en los
aceros inoxidables ferríticos y en los inoxidables martensíticos, ya que se sitúa ente
0,20 y 0,25 [n = (0,20 ÷ 0,25)]. Este valor
es muy similar al de los aceros ordinarios de
construcción mecánica, de contenido medio
en carbono. Cuanto más elevado es el coeficiente de endurecimiento por deformación
(n), más endurecible es el acero.
En el caso de las curvas de la figura 5, los
resultados se obtienen para tasas de deformación del 70%.
Las ventajas del acero AISI 302Cu
[X2CrNiCu18 9] sobresalen, netamente,
frente a las del acero AISI 304 [X5CrNi18
10], ya que se requiere una energía menor
para una deformación dada, como se aprecia
en la tabla 2.
Deformación Metálica no 316
21
Artículo Técnico
Acero
Energía específica
W/cm3
AISI 304
1193 julios
AISI 302 Cu
1105 julios
Tabla 2.- Energía de deformación específica
para una tasa de deformación de 70%.
Mecanismos de endurecimiento
En el endurecimiento de los aceros inoxidables austeníticos por deformación en frío
se distinguen dos mecanismos de endurecimiento que, normalmente, se superponen:
1.- Endurecimiento por transformación parcial de la austenita inestable en martensita. La inestabilidad de ciertas austenitas
hace que se produzca una transformación
parcial de austenita inestable en martensita por el efecto de deformación.
2.- Endurecimiento de la austenita por deformación. En los aceros inoxidables austeníticos al tener la austenita una estructura
gamma () –sistema cúbico centrado en
las caras (CCC)– tiene un coeficiente de
endurecimiento más alto que el de una
estructura alfa () –sistema cúbico centrado en el cuerpo (CC)– propia del resto
de aceros. Cuando la austenita es muy
estable únicamente entra en juego este
segundo mecanismo.
Si la austenita es muy inestable se desarrollan,
al mismo tiempo, los dos mecanismos de
deformación. Cuando esto ocurre se origina,
en la mayoría de los casos, el conocido fenómeno: sensibilidad al imán, fenómeno que es
característico de aceros inoxidables austeníticos que han sufrido una fuerte deformación
en frío, ya que aparece en su masa matricial
o estructura, una cantidad sustancialmente
respetable de martensita deformada. Esto
explica la variabilidad del coeficiente de
endurecimiento [n = (0,45 ÷ 0,85)] de los
aceros inoxidables austeníticos.
En el endurecimiento de la austenita por
deformación –segundo mecanismo– juega
un papel muy importante la energía de
defectos de empaquetamiento (EDE)*. A
escala microscópica, será ventajoso buscar
una estructura completamente austenítica
y estable en el material a deformar, que
conduzca a una energía de defectos de
apilamiento (EDE), relativamente elevada.
Las dislocaciones están, entonces, poco diso-
ciadas y tienen mayor facilidad de moverse
mediante mecanismos de deslizamiento. De
esta manera se aumenta la ductilidad y la
plasticidad del material; características que se
mantienen invariables con altas velocidades
de deformación.
El níquel (Ni) y el cobre (Cu), desde el punto
de vista metalúrgico son elementos que favorecen el aumento del grado de energía de
defectos de apilamiento (EDE), ya que, como
se deduce por lo que se ha indicado antes,
el endurecimiento inducido por trabajo en
frío es significativamente mayor en aquellos
aceros de menor EDE. Como consecuencia de
ello, es habitual utilizar el elevado índice de
endurecimiento (n) de la mayoría de aceros
inoxidables austeníticos para obtener, por
deformación en frío, piezas que reúnan, al
mismo tiempo, una excelente combinación
de altas características mecánicas y de resistencia a la corrosión.
Un caso típico lo encontramos en los alambres para muelles fabricados con acero inoxidable austenítico AISI 302 [X10CrNi18 9],
que alcanzan unos niveles de resistencia a la
tracción (R) de hasta 250 kgs/mm2, según
la intensidad de trefilado y diámetro final
obtenido, junto con una excelente resistencia
a la corrosión.
Entre los elementos químicos que influyen
muy significativamente en la capacidad de
endurecimiento de los aceros inoxidables, los
más fundamentales son: el carbono (C), que la
aumenta, y el níquel (Ni), que la disminuye. El
cobre (Cu) tiene un efecto análogo al del níquel
(Ni) pero es más eficaz; lo que explica, en gran
parte, los buenos resultados que se obtienen
con el acero AISI 302Cu [X10CrNiCu18 9].
Parte del contenido en níquel (Ni) de este acero es reemplazado por un, relativamente, alto
contenido (%) de cobre (Cu).
Influencia del grado de deformación.
Severidad de conformado
Existen limitaciones generales para la deformación de los aceros inoxidables. La severidad de deformación en frío puede caracterizarse por varios criterios. Consideremos como
ejemplo de uno de ellos: el recalcado elemental de una pieza cilíndrica (ver figura 1).
La relación r1 = H/d, característica de riesgo
de pandeo en el transcurso de la deformación en frío. La altura H a recalcar se indica
en múltiplos del diámetro d de la porción de
material utilizado. En los aceros inoxidables
austeníticos, la relación r1 = H/d se considera
un valor máximo: r1 = (4 ÷ 4,5). La relación r2
= H/h debe tener un valor máximo de 9 (r2 ≤
9), aunque ya a partir de 6 (r2 ≥ 6) comienzan
las dificultades.
Productos de laminación, alambrones y barras
de aceros inoxidables austeníticos con adición de cobre (Cu), con tratamiento térmico
de hipertemple, pueden llegar a reducciones
de área, por estirado en frío, de hasta 44%,
en una sola pasada. En general, para el resto
de aceros inoxidables austeníticos la reducción límite de estirado se sitúa en 25%. La
elevada tendencia de los aceros inoxidables al
gripado justifica la importancia que tiene una
buena elección de los revestimientos. Entre
* EDE.- El efecto de empaquetamiento se define: "como
una superficie plana de separación entre dos regiones de un
cristal que tiene la misma orientación, pero no forma una
red continua". Valores bajos de los defectos de empaquetamiento constituyen, de por sí, fuertes barreras al movimiento de las dislocaciones, que junto con la presencia en el
material de otros defectos planares complejos, son obstáculos que dificultan muy mucho la deformación plástica en frío
22
Deformación Metálica no 316
Figura 6.- Influencia de la velocidad de deformación, y de la tasa de recalcado, en el tanto por ciento
(%) de piezas aceptadas.
los más utilizados se encuentra el oxalatado
y el cobreado electrolítico, que para su uso
suelen dopar fundamentalmente con lubricantes del tipo del bisulfuro de molibdeno.
La fosfatación no se puede emplear debido a
que los aceros inoxidable son inatacables por
los agentes fosfatantes.
Cuando los aceros inoxidables austeníticos
se utilizan en tornillería y/o en la fabricación
de otras piezas, que necesitan para su puesta
en forma importantes relaciones de extrusión
y/o de recalcado en frío, se aplican pautas
especiales en la fabricación del material de
partida. Por ejemplo, se ajusta al máximo su
composición química procurando, al mismo
tiempo, un buen hipertemplado y un excelente acabado superficial del material correspondiente, para que el producto final –pieza o tipo
de tornillo– esté exento de defectos internos y
superficiales; y, por tanto, en las mejores condiciones de utilización. Esto, normalmente, se
consigue, en lo que se refiere a composición
química del acero: (1) reduciendo al máximo
los contenidos de carbono (C≤ 0,04%), de silicio (Si ≤ 0,45%), de manganeso (Mn ≤ 1,45%
) y de nitrógeno (N ≤ 0,03% ); y (2) aumentando el contenido de níquel (Ni ≥ 12%) y adicionando, en algunas calidades, importantes
cantidades de cobre [Cu = (3 ÷ 4%)].
Influencia de la velocidad de deformación
Para una tasa de deformación dada, según la
velocidad de estampado y/o extrusionado en
frío, se producirá un mayor o menor aumento de defectos en las piezas fabricadas (véase
figura 6). Es un hecho constatado que la
cantidad de piezas defectuosas aumenta muy
rápidamente con una mayor velocidad de
conformado. Este aumento es tanto mayor
cuanto más elevada es, también, la tasa de
aplastamiento.
Hay una influencia manifiesta –en el caso
de los aceros inoxidables austeníticos y sus
posibilidades de deformación plástica en frío
a gran velocidad– de seleccionar composiciones químicas que conducen, sustancialmente,
a elegir aleaciones inoxidables con estructuras
exentas de fases martensíticas y/o ferríticas.
Estas fases son más sensibles a la velocidad de
deformación que la austenítica. Por otro lado,
la presencia de martensita deformada, poco
dúctil, puede ser el origen de grietas a 45º en
el estampado, normalmente, producidas por
esa falta de plasticidad debido a la presencia
en el material de la ya mencionada martensita
deformada (figura 7).
Elección del material en función
del tipo de pieza a fabricar
No existe ninguna regla que permita precisar
y elegir una aleación especial inoxidable austenítica para un determinado tipo de pieza
Figura 7.- Tornillos agrietados –grieta a 45º en cabeza de los dos primeros tornillos– debido a una
masa matricial de martensita deformada poco dúctil. En el pequeño tornillo –derecha– el
agrietamiento de cabeza es más bien debido a la presencia de defectos y/o inclusiones superficiales
o bien subcutáneas.
o de tornillo a fabricar. En la práctica, ciertamente, se intenta la elección más idónea,
buscando la solución más óptima y rentable,
siempre teniendo en cuenta:
– El tipo y calidad de la pieza o del tornillo a
conformar y/o estampar en frío.
– La velocidad de estampado o de conformado en frío.
– El número de operaciones previstas –golpes– para producir la pieza, compromiso de
velocidad de etampación/coste del acero.
– El tanto por ciento (%) de defectos admisibles.
– El coste del material.
– Desgaste y deterioro admisible de las herramientas.
– El tipo de máquina de estampado (potencia, vibraciones, etc.).
– Posibilidad de estampado en semicaliente.
– Problemas eventuales de corrosión
metalurgistas y fabricantes de las piezas, principalmente en lo que concierne a:
– La elección y elaboración de los materiales
por parte del acerista: conjunto de aceros inoxidables austeníticos más apropiado
para los trabajos de deformación en frío y
exhaustivos controles de los semiproductos
elaborados con ellos (palanquillas, alambrones y alambres).
– La elección de los parámetros de fabricación
y puesta en forma de las piezas; la velocidad
y cadencia de estampado y conformado, la
lubricación, diseño de las preformas, etc.
Esta técnica de fabricación que está en constante desarrollo tiende a aplicarse en piezas
cada vez más difíciles de estampar y extrusionar, principalmente en la industria del
automóvil, por ejemplo: rótulas de dirección,
ejes estriados, etc.
Bibliografía
Resumen
La forja y estampación en frío de los aceros
inoxidables ha adquirido una importancia
considerable estos últimos años. Con estas
consideraciones hemos querido resaltar el
hecho de que para fabricar un determinado
tipo de pieza o de tornillo por deformación
plástica en frío, la elección del material es un
problema difícil que necesita que se tengan
en cuenta un buen número de factores relacionados con las condiciones de su puesta en
forma. El número y variedad de los problemas
que se han planteado por la aplicación de
esta técnica de hechurado han podido resolverse por una estrecha colaboración entre
–C
arlos Bertrand; Pedro M. Corcuera; Joseba
Molinero y Manuel A. Martínez Baena. “Consideraciones sobre los productos largos de
aceros inoxidables austeníticos para la fabricación de piezas obtenidas por deformación en frío y por arranque de viruta”. Deformación Metálica, 147, 1989.
– J. Betanzos. Comportamiento de los aceros inoxidables en la conformación en frío.
Influencia de su composición y microestructura. Deformetal 86, Barcelona, 1986.
– H. Jarleborg. Deformacion hardening of
austenitic steel in wire drawing, 1966.
– M.G. Breinlinger.- Frape a froid des aciers
inoxidables, Aciers Speciaux, 1975.
Deformación Metálica no 316
23
Tecnología
Gigantes inteligentes doblan chapas de 320 mm
en conformación en frío
Por:
Beckhoff Automation, S.A.
Haeusler AG se ha consolidado en
el mercado de la tecnología de
doblado de chapa gracias a
numerosas innovaciones
tecnológicas. Con el nuevo
controlador Bend-IT Swiss
Technology, la empresa suiza ha
desarrollado un concepto
innovador de software para
controlar sus dobladoras de
chapa. El controlador NC virtual
combina la técnica de
automatización de Beckhoff con
una plataforma de control
completa. Desde agosto de 2009
Haeusler incluye en todas sus
máquinas este concepto de
automatización.
a empresa suiza Maschinenfabrik Haeusler se ha especializado en la tecnología de doblado de chapa para máquinas
dobladoras circulares y curvadoras de perfiles y produce en dos fábricas: una en Duggingen (Suiza) y otra en Rheinfelden-Herten (Alemania). Las máquinas de gran
tamaño procesan grosores de chapa de
hasta 320 mm. Los diámetros de curva, que
van entre los 16 y las 64 pulgadas, y las longitudes, que pueden ser considerablemente mayores a los 12 m, son para Haeusler
los formatos habituales en la fabricación de
tubos. Así, por ejemplo se utilizan máquinas para curvar chapas en la construcción
naval, la industria del automóvil y aeronáu-
L
tica, así como en la construcción de depósitos o la fabricación de tubos para oleoductos y explotaciones de energía eólica, pero
también para la fabricación de intercambiadores de calor en los sistemas de calefacción o curvadoras de perfiles para estructuras de acero. En total Haeusler fabrica
actualmente 20 tipos de máquina distintos.
Relanzamiento del controlador
que contempla la optimización
de procesos y la sostenibilidad
El control del proceso de modelado es la
característica de calidad básica del concepto
de máquina de esta empresa. Por eso, la
compañía ha sustituido su anterior concepto
Dobladora de chapa de tubos de gran tamaño RMS para la fabricación de tubos de gran
tamaño soldados longitudinalmente.
24
Deformación Metálica no 316
Fábrica de tubos de gran tamaño.
de control, que consistía en controladores
independientes CNC y PLC que se comunicaban a nivel I/O. La nueva solución debía
integrar el control de procesos y CNC en
una plataforma de control. El objetivo era
reducir la complejidad de la arquitectura de
control y los gastos de mantenimiento y, al
mismo tiempo, optimizar la velocidad de los
procesos y la precisión dimensional de la
máquina. La empresa se decidió por Beckhoff gracias a la disponibilidad de su tecnología, al rápido sistema de bus de campo
EtherCAT y a su conocimiento del sector
sobre la técnica de conformación de metales
y la presencia internacional de la empresa.
Procesador multinúcleo aprovechado
al máximo
La plataforma de control para la tecnología
desarrollada por Haeusler, Bend-IT Swiss
Technology, integra un Panel PC de 19 pulgadas de Beckhoff de la serie CP62xx con el
sistema operativo Windows XP Embedded,
el software de automatización TwinCAT
PLC y EtherCAT, como sistema de bus de
campo. Para el controlador NC, Haeusler
utiliza una solución propia. Su núcleo es un
moderno HMI, basado en tecnología .Net y
programado en lenguaje C# con visualización en 3D integrada. La máquina, denominada “virtual”, ofrece funciones NC y CNC
y cubre todos los ejes. Uno de los núcleos
del procesador de la CPU Dual Core lo utiliza para la superficie de operaciones (HMI) y
la administración de datos, el otro para PLC
y Motion Control (NC o CNC). El CNC de
Haeusler se acopla con los componentes de
Motion Control de TwinCAT. Con la biblioteca de software TwinCAT Hydraulic Library
se programa la conexión de los ejes a estas
funciones.
Además, la tecnología multinúcleo (Multicore Technology) permite una representación animada tridimensional de la máquina, que representa todos los movimientos y
permite al operador trabajar de forma intuitiva y, por tanto, reduce considerablemente
el tiempo de capacitación de un nuevo
operador de máquina.
La previsión de seguridad de funcionamiento también queda reflejada en la elección
de Haeusler por Compact Flash como
medio de memoria, lo que significa que no
hay piezas móviles en el área de memoria.
De esta forma, Haeusler puede garantizar a
sus clientes una alta seguridad y disponibilidad, especialmente frente a las vibraciones
y sacudidas, que son inevitables en el entorno duro de máquinas. Adicionalmente, dispone de una memoria remanente y alimentada por SAI, de manera que los datos
siempre están protegidos.
EtherCAT proporciona comunicación
rápida
Los ejes de curvado hidráulico en movimiento de las máquinas de Haeusler se
intercalan en una variedad de sensores y
actuadores digitales y analógicos. Estos se
distribuyen en las grandes estructuras de
las máquinas y se acoplan mediante señales
a la estación de terminales de bus de Beckhoff. La conexión al Panel PC central se
realiza mediante el sistema de terminales
EtherCAT que cuenta con mucha variedad.
Por ejemplo, en la actual prensa de curvar
tubos se ha instalado un nuevo codificador
de rotación con sensor de efecto Hall, que
palpa los dientes en la unidad de émbolos
axiales. Antes, esta función la realizaba un
codificador de valor absoluto, que medía la
rotación de forma compleja con la utilización de discos. Esta función la realizan
Deformación Metálica no 316
25
Tecnología
indispensable la supervisión exacta del sistema de materiales de servicio, entre otros
conceptos de la temperatura del aceite y
del nivel del aceite hidráulico, así como la
calidad del aceite.
El calendario de mantenimiento generado y
pronosticado automáticamente como consecuencia de la inspección digital de los
materiales de servicio es otra característica
importante del controlador. En la aplicación
es de gran ayuda la plataforma de control
abierta así como la comunicación en tiempo real entre HMI y Motion Control a través
de ADS.
Plataforma de automatización
universal para todos los
tipos de máquinas
La prensa hidráulica de curvar tubos controlada por PC y EtherCAT de Haeusler funciona con
una fuerza de prensado de 6.000 t. Permite el curvado de tubos con tamaños de 16 hasta 64
pulgadas. En solo dos horas la máquina puede cambiar de diámetro de tubo.
ahora los terminales EtherCAT de Beckhoff
EL5151 y EL5152.
EtherCAT forma parte de los rasgos distintivos del nuevo controlador, a los que Haeusler les atribuye un valor especialmente
remarcable. En relación a esto, ya ha destacado repetidas veces la plataforma de automatización de Beckhoff: por una parte, el
PC industrial dispone de interfaces Ethernet
clásicas sin tarjetas de bus de campo adicionales y, por otra, EtherCAT ofrece un alto
rendimiento para I/O y técnica de accionamientos. A esto se añade que en el sistema
de terminales EtherCAT existen puertas de
enlace para otros sistemas de bus. El tiempo de ciclo extremadamente corto, de
26
Deformación Metálica no 316
1.000 señales I/O en solo 50 µs, se ajusta al
concepto de la empresa, cuanto más rápido se obtengan los datos de posición,
podremos regularlos con mayor precisión.
El Condition Monitoring ofrece una
alta disponibilidad de la máquina
La seguridad de la máquina la proporciona
el Condition Monitoring, implantado en el
controlador. La supervisión de los momentos críticos, como, por ejemplo, la temperatura de las placas base, la CPU y la RAM o el
estado de carga del SAI, se realiza mediante
el módulo de función de software estándar.
Para la disponibilidad de la máquina es
Tras un periodo de evaluación de seis
meses, la empresa Haeusler se decantó por
Beckhoff como futuro proveedor de controladores. La plataforma de automatización escalable se pudo establecer para
todo el programa de máquinas de la
empresa, por lo que los clientes reciben un
sistema de producción moderno y potente
con disponibilidad óptima. Asimismo, el
concepto de mantenimiento remoto que
se ha desarrollado, sobre la base de la tecnología Ethernet y VPN, ha tenido muy
buena acogida por parte de sus clientes,
según la compañía.
De momento, las primeras fabricación de
tubos se realizarán por completo con la tecnología de control de Beckhoff. La disponibilidad de los sistemas de Beckhoff en el
entorno de Windows supone una gran ventaja especialmente en la construcción de
instalaciones, con el registro de datos operacionales mediante RFID, la integración en
red, la incorporación de puestos de mandos, etc.
Si, a pesar de los numerosos mensajes de
error e información implementados, el
cliente necesita ayuda por parte del ingeniero, este puede conectarse al control de
la máquina a través de la interfaz Ethernet y
analizar las causas del problema.
Asimismo, ante las evoluciones futuras y en
curso, encaminadas a los controles adaptativos, la inteligencia artificial o el Condition
Monitoring, Haeusler lo afronta con más
preparación gracias a EtherCAT, la tecnología XFC (eXtreme Fast Control) y TwinCAT
3, con Beckhoff como socio de sistemas.
 Haeusler AG
Aluminio. Laminación en frío en laminadores desbastadores
Por: Fagor Arrasate
En el siguiente artículo
se abordan las generalidades
de la laminación en frío,
además de ofrecerse
una clasificación de los diferentes
tipos, la tendencia moderna
y el laminador debastador,
tratando sus diferentes
componentes (desbobinadora,
caja del laminador, bobinadora),
riego en el laminador, sistemas
de control, automatización
y producción.
omenzaremos abordando
algunas de las generalidades
relativas a los laminadores. Así,
comenzaremos por comentar
la opción de plancha o bobina. Los productos planos laminados se dividen, de acuerdo a su proceso de fabricación, en dos
grandes grupos: plancha (plate) y banda o
bobina ( sheet ). Durante su proceso de
fabricación, la plancha se mantiene plana.
Este proceso se usa para productos de espesor de 10 mm o mayores.
A día de hoy, los espesores entre los que
trabajan los laminadores son de 3 a 8 mm
de entrada hasta los 0,10-0,05 mm a la salida. Por debajo de estos espesores, las bobinas se procesan en laminadores “foil”,
donde se pueden alcanzar espesores tan
bajos como 5-6 micras.
La calidad requerida del producto final
(superficie y planitud) y la demanda de
producción se cubren usualmente con
laminadores de una sola caja y no reversibles. Solamente en casos muy especiales
C
Foto 2. Banda o bobina (sheet).
es recomendable utilizar laminadores
reversibles como el de acabado espejo o
brillante.
Laminación en frío
La laminación en frío deforma plásticamente el metal para reducir el espesor.
Al hacerlo, el metal se endurece. Si la banda
de aluminio llega a estar demasiado dura
Foto 1. Plancha (plate).
Deformación Metálica no 316
27
Tecnología
Laminador desbastador - aluminio
Foto 3. Tratamientos térmicos.
para seguir laminando, se hace un tratamiento térmico para ablandarlo.
El proceso de laminación en frío incluye
sucesivas pasadas y tratamientos, definidos
de forma que al final se alcancen el espesor
y las características mecánicas deseadas
simultáneamente.
Clasificación
Los laminadores se pueden clasificar en
líneas generales de la siguiente manera:
•Laminadores desbastadores: de 10-3 mm
de entrada a 0,3-0,12 mm de salida.
•Laminadores intermedios: de 2-1,5 mm a
0,050 mm.
•Laminadores “foil”: de 0,7-0,4 mm a
0,020-0,006 mm. En ocasiones, estos
laminadores se diseñan para conseguir el
espesor más fino de la última pasada
introduciendo dos bobinas al mismo
tiempo que se enrollan juntas. En tal caso,
posteriormente es necesaria una línea
para separarlas.
•Laminadores especiales: acabado espejo.
•Laminadores tándem (posible funcionamiento en continuo).
ello es fundamental un sistema de medición y control de planitud de última tecnología.
•Laminadores de alta productividad: las
bobinas procesadas llegan hasta las 30 Tn
y las velocidades de laminación hasta
2.100 m/min.
•Mejora de la calidad: Especialmente en el
control del espesor (AGC - Automatic
Gauge Control) y en el control de la planitud (AFC - Automatic Flatness Control).
También es fundamental contar con un
sistema de soplado que limpie la banda,
evite la caída de gotas de riego por arrastre y placas de protección, y seque la
banda.
•Laminadores automatizados e integrados
en el funcionamiento general de la planta:
permiten la optimización de los tiempos
de producción, un mayor control global y
una mayor sencillez de trabajo para el
operario.
La tendencia moderna
Hoy en día se requiere que los laminadores
cuenten con los últimos avances en tecnología, lo que está permitiendo el desarrollo
de estos de la siguiente forma:
•Material más ancho y más duro: la anchura de las bobinas ha alcanzado los 2,3
metros, pudiendo bajar hasta los 0,15 0,12 mm para los materiales más duros
(series 3.000 y 5.000) con calidad. Para
28
Deformación Metálica no 316
Foto 4. Desbobinadora.
Los laminadores desbastadores, al igual que
el resto de maquinaria siderúrgica, tienen
una serie de equipamientos básicos imprescindibles e innumerables accesorios que
optimizan sus prestaciones, aumentan la
productividad o facilitan la operación del
mismo.
Desbobinadora (pay-off reel)
La desbobinadora se encarga de mantener
la tracción de la banda generada por la
bobinadora durante todo el proceso de
laminación. Los extremos de la bobina se
mantienen fuertemente sujetos a los mandrinos, tanto de la desbobinadora como de
la bobinadora, lo que permite, una vez terminada la pasada y retirada la bobina, ajustar los parámetros de la siguiente y comenzar con el enhebrado de la misma.
Junto con la desbobinadora existen varios
equipos auxiliares necesarios para realizar
un correcto enhebrado y/o procesado de
banda, como son:
•Rodillo de apoyo
•Guiado automático
•Mesa de enhebrado
•Soporte de mandrino
Caja del laminador
La caja del laminador no difiere de otras
cajas de laminación, aunque dado que
estos cuentan con rampas de riego y secado, el espacio disponible se aprovecha al
máximo, por lo que resulta un equipo muy
compacto con una implantación estudiada
detalladamente. La caja del laminador
cuenta con los siguientes elementos:
– Cilindros y ampuesas de trabajo: el diámetro de los mismos es específico para
cada aplicación.
– Cilindros y ampuesas de apoyo: el diámetro de los mismos es específico para cada
aplicación.
– Cilindros de apriete: actuadores hidráulicos integrados en la caja de laminación,
que incorporan un transductor de posición. Actúan sobre las ampuesas de
apoyo ejerciendo el esfuerzo de laminación. Pueden instalarse en la parte superior o en la inferior.
– Bloques de bombeo: actuadores hidráulicos que generan el denominado bending
positivo y negativo de los cilindros de trabajo.
– Cuñas de línea de pasada: mecanismo
para mantener la línea de pasada constante, situado al lado opuesto de los cilindros de apriete.
En la laminación de aluminio, el
fluido para el riego es keroseno con
un pequeño porcentaje de aditivos,
con lo que el riesgo de incendio es
muy alto. Por ello, estos
laminadores cuentan con sistemas
contra-incendios en el laminador, en
la sala de riego, en el sistema de
filtrado, en las bombas de impulsión
y en los intercambiadores y
calentadores de línea
Bobinadora
La bobinadora se encarga de generar la
tracción de la banda necesaria durante
todo el proceso de laminación. Junto con la
bobinadora existen varios equipos auxiliares necesarios para realizar un correcto
enhebrado y/o procesado de banda, como
son:
•Rodillo de apoyo
•Mesa de introducción
•Placa extractora
Riego en el laminador
Foto 5. Cilindro de apoyo completo.
Foto 6. Bending.
El sistema de riego, de la misma forma que
en laminadores de acero, se utiliza como
refrigerante de los cilindros de laminación,
como lubricante del proceso de laminado y
como elemento fundamental del sistema
de control de planitud.
En la laminación de aluminio, el fluido para
el riego es keroseno con un pequeño porcentaje de aditivos. Por tanto, el riesgo de
incendio es muy alto, por lo que estos laminadores cuentan con sistemas de protección contra-incendios en el laminador, en la
sala de riego, donde se encuentra el tanque
principal, en el sistema de filtrado, en las
bombas de impulsión y en los intercambiadores y calentadores de línea.
Las rampas de riego en el laminador dirigen
el caudal del fluido hacia la zona de laminación y hacia los rodillos de apoyo. Posteriormente, se recoge mediante bandejas estancas, situadas en la parte baja hacia un tanque de recogida que se encuentra en el
sótano. Desde este tanque se bombea a la
sección de riego sucio del tanque de riego
principal. El tanque de riego se encuentra
en una sala aparte, como se ha explicado
anteriormente, por medidas de seguridad.
La parte del riego sucio llega del envío del
tanque colector. Mediante un sistema de
bombeo se recircula el riego hacia el filtro
de papel y, de allí, a la parte de riego limpio
del tanque.
Deformación Metálica no 316
29
Tecnología
El filtrado utiliza rollos de papel y tierras ya
que, en el procesado del aluminio, el riego
requiere una limpieza muy alta para evitar
la posibilidad de dejar más adelante impurezas en la banda. De ahí que la tecnología
y el precio del filtrado sean considerablemente superiores al del acero. El sistema
de riego de los laminadores de aluminio
tiene, en resumen, las siguientes características:
•Utiliza keroseno a más del 95%.
•Los equipos se instalan en una sala de
riego apartada del resto de la planta.
•Riesgo de incendios => Sistema contraincendios en laminador y sala.
•El sistema de filtrado de papel es fundamental.
•Medidor de espesor a la salida del laminador.
•Control de flujo de masa: mediante mediciones láser de velocidad a la entrada y la
salida es posible un control de espesor
aplicando la teoría de la conservación del
flujo de masa.
•Hoy, es común garantizar al mercado
tolerancias de espesor de + - 1% del
nominal, incluso menos.
AFC (Automatic Flatness Control)
Perfil: Variación transversal de espesor que
hace que una sección transversal no sea un
rectángulo. El control de planitud se realiza
mediante la coordinación de los siguientes
parámetros:
•Bending
•Rampas de riego
•Medidor de planitud: rodillo de planitud
Foto 7. Rampas de riego.
Sistemas de control
y automatización
– Medidor de espesor y medidor de planitud.
AGC (Automatic Gauge Control):
El control de espesor se realiza mediante la
coordinación de los siguientes parámetros:
•Apertura entre cilindros de trabajo.
•Fuerza de apriete.
•Tensión de desenrollado.
Foto 8. Configuración del sistema de control.
30
Deformación Metálica no 316
Foto 9. Perfil.
El filtrado utiliza rollos de papel
y tierras ya que, en el procesado
del aluminio, el riego requiere
una limpieza muy alta para evitar
la posibilidad de dejar más
adelante impurezas en la banda.
De ahí que la tecnología y el precio
del filtrado sean considerablemente
superiores al del acero
Las rampas de riego, distribuidas
a lo largo del ancho de banda,
controlan la dilatación
de los cilindros de trabajo
mediante el mayor o menor
aporte de riego en la zona
que actúa de refrigerante
Foto 10. Distribución de tensiones.
Foto 11. Control integral de planeidad.
Las rampas de riego, distribuidas a lo largo
del ancho de banda, controlan la dilatación
de los cilindros de trabajo mediante el
mayor o menor aporte de riego en la zona
que actúa de refrigerante.
El rodillo de planitud es el elemento encargado de medir la planitud de la banda
mediante la variación de las tensiones a lo
largo del ancho de la banda.
En la gráfica inferior podemos observar el
control integral de planeidad en un laminador desbastador de aluminio.
Tolerancias de espesor y planitud. Sirva esta
tabla como indicaciones generales:
Espesor
de banda
(a la salida)
Tolerancia
de espesor
Tolerancia
de planitud
3-1 mm
+ 0,8%
+ 7 IU
+ 7 IU
1-0,35 mm
+ 1%
0,35-0,25 mm
+ 1%
+ 8 IU
0,25-0,1 mm
+ 1,8%
+ 10 IU
Medida aproximada de la planeidad,
midiendo la altura y longitud de los bucles.
Producción
Como referencia de un laminador desbastador que parte de espesores de entre 6-5
mm y entrega espesores de 0,5-0,35 mm la
productividad de este laminador es, dependiendo del product mix, y de anchos trabajados de:
•Velocidad 800 m/min.: aprox. 40 - 50.000
Tn/año
•Velocidad 1200 m/min.: aprox. 60 70.000 Tn/año
•Velocidad 1800 m/min.: aprox. 80 90.000 Tn/año
Foto 12. Medida de planitud.
 Fagor Arrasate
Deformación Metálica no 316
31
Productos
Módulo para análisis del anidado de piezas estampadas, complementario al Autodesk
AutoForm Engineering ha anunciado la introducción
de EasyBlank Inventor en el mercado mundial. Este
módulo, complementario del software Autodesk Inventor, está pensado para los diseñadores de piezas
metálicas y de herramientas, así como matriceros y
responsables del cálculo de costes de herramienta.
Desde la compañía de software se asegura que EasyBlank Inventor está especializado en determinar el
layout óptimo del anidado, teniendo en cuenta parámetros importantes, como el ancho de bobina, el
paso o el arco requerido. Así, los usuarios disponen
de varias opciones de layout del anidado. La base de
datos de materiales incorporada en el propio EasyBlank Inventor incluye importantes parámetros de
los materiales más utilizados en la estampación.
Además, EasyBlank Inventor permite a los usuarios
evaluar la viabilidad del producto desde la fase más
inicial, eliminando cambios costosos y tardíos del diseño de pieza, a la par que se optimiza el coste de las
materias primas. Los resultados del análisis se resumen en un informe basado en html con información
detallada sobre el contorno de la chapa, el layout
óptimo del anidado, el consumo y coste del material, la distribución del adelgazamiento de la pieza, el
gráfico de viabilidad y el diagrama FLD asociado.
 AutoForm Engineering
Lijadora de tubos manejable y compacta para el tratamiento de tubos de acero inoxidable
La lijadora de tubos Fein RS 10-70 E está equipada con
un adaptador orientable que permite abarcar prácticamente 360 grados. Con un arco abrazado de 180 grados es capaz de lijar, satinar y pulir tubos de acero inoxidable y codos de tubo de hasta 45 milímetros de diámetro. La velocidad de la lijadora de tubos Fein puede
regularse de 2.500 a 7.000 revoluciones por minuto de
forma continua. Asimismo, puede ajustarse para trabajos con cintas abrasivas, de tela y de pulir. El motor Fein
de alta potencia con 800 vatios asegura una velocidad
Película de protección de chapa metálica
para corte con láser
Novacel, especialista en la protección de superficies industriales y,
en especial, de metales sin revestimientos, ha lanzado la capa
4226REN, una película de protección especialmente innovadora.
Se presenta en color blanco y es
un tipo de película LDPE tratada
anti-UV, presenta una resistencia
de seis meses, un grosor de 100
µm, una masa adhesiva creada a
partir de caucho natural; con
una adhesividad (AFERA 4001):
140 cN/cm, con impresión específica dedicada. Las longitudes en las que se presenta van
de los 1.000 a los 500 metros.
Entre las ventajas que destaca
Novacel sobre este nuevo cubrimiento se encuentran: corte láser de chapas protegidas en una
sola pasada; ni se despega ni forma burbujas de aire durante las
operaciones de corte láser; no
produce marcas negras sobre el
acero inoxidable tras el corte lá-
32
Deformación Metálica no 316
ser; su película se retira
fácilmente en una sola
pieza, sin blocking ni desgarros; impresión específica de la película que indica al mismo tiempo la
posibilidad de corte láser
de las chapas protegidas
en una sola pasada, así
como el sentido de laminado y cepillado de las chapas.
Por sus características, esta capa
reduce los plazos de corte láser y
preserva íntegramente la superficie de las piezas cortadas durante el ciclo de transformación mecánica (plegado, perforado,
prensado, perfilado, etc.). El dorso específico de la película permite la manipulación automática
de las chapas protegidas sin riesgo de llevarse varias de ellas al
mismo tiempo debido al efecto
de succión. La película 4226REN
no incluye ninguna materia prima que pueda liberar emanaciones peligrosas para los operarios
o el material durante los trabajos
de corte láser. Como toda la gama Novacel, la 4226REN puede
reciclarse.
 Novacel
constante bajo carga y acelera la cinta abrasiva a una velocidad de cuatro a once metros por segundo. Además,
las cintas abrasivas de 30 milímetros de ancho garantizan un rápido progreso de trabajo. Con un peso de 2,9
kilogramos y un tamaño reducido, la lijadora de tubos
Fein permite trabajar cómodamente. El guiado de cinta
sujeta la cinta abrasiva de forma segura, incluso en espacios estrechos y codos de tubo.
 Fein
ERP vertical para la industria aeronáutica
El Grupo Geinfor ofrece a las empresas del
sector aeronáutico el sistema de gestión y
planificación ERP/CRM Geinprod ERP que
integra todos los recursos e información
que genera esta industria, en cada uno de
sus departamentos y en un único entorno. El vertical de Geinprod ERP integra,
además de las funcionalidades genéricas
de cada módulo, posibilidades operativas
adaptadas al sector de la industria auxiliar
aeronáutica. Entre estas, destaca la codificación de artículos, que se ha ampliado
hasta 60 dígitos, haciendo posible la segmentación según la necesidad; o la configuración de informes como el IPA, que facilitan al máximo la adaptación a las
características de gestión de cada empresa. Partiendo de la base de un ERP estándar y con una arquitectura modular, Geinprod ERP Aeronáutica permite, mediante su parametrización, cubrir prácticamente el 100% de las necesidades que
plantea cualquier empresa del sector, tanto en cuanto al número de usuarios,
como en cuanto a los diferentes módulos y funcionalidades que se pueden implementar, teniendo en cuenta los requerimientos o la evolución de la empresa.
La herramienta es multibase de datos y multiplataforma y cuenta con un entorno de configuración del sistema, que permite realizar cualquier adaptación de
forma ágil y eficiente, en vez de tener que poner en marcha complejos desarrollos individuales. El ERP Geinprod Aeronáutica cubre las áreas de producción, logística y almacén, comercial, administración, recursos humanos y gerencia. Entre las funcionalidades del área de gestión de producción e ingeniería de producto, Geinprod ERP ofrece herramientas para homogeneizar la producción y
ofrecer información en tiempo real sobre las estadísticas de producción. El módulo de Gestión de Calidad realiza el Control Estadístico de Procesos (SPC) que
facilita la toma de decisiones encaminadas a la mejora de los mismos y el módulo de Gestión Organizativa (CRM) adapta todos los procesos y procedimientos
de manera esquemática a las normas ISO 9000.
Además, realiza todo el proceso de recepción y expedición de mercancías mediante terminales PDA, facilita la trazabilidad de cada producto, genera las órdenes de fabricación y las órdenes de compra de manera automática y minimiza
los errores.
 Grupo Geinfor
Productos
Carro de trasvase de bobinas
El carro portabobinas de
Ramoga ofrece un desplazamiento
longitudinal
por railes, funciona a partir de
dos cuñas de
carga con asiento de
bobinas en material polímero. Cuenta con alimentación eléctrica a través de enrollador
portacable, trifásico 380. Las maniobras se
pueden solicitar o bien desde el panel o desde el cuadro eléctrico. Destaca su sistema de
seguridad antichoque por detectores y su
Estación de cambio automático
de cuerpos de antorcha en la
soldadura robotizada
capacidad de carga que puede ir desde las
20 a las 60 toneladas, según la demanda
que deba cubrir.
 Ramoga
Nueva tecnología de antorcha Duramax para sistemas de plasma
Las series de antorchas Duramax, de Hypertherm, ofrecen mayor durabilidad y mayor vida
útil de los consumibles, sin cambiar los sistemas
Powermax existentes.
Al igual que las antorchas Duramax presentadas el otoño pasado, Powermax65 y Powermax85, estas antorchas han sido concebidas
pensando en la durabilidad. Pueden resistir impactos cinco veces mayores que los de la anterior generación de antorchas y son más resistentes al calor, así que superan fácilmente los
trabajos más exigentes.
Las antorchas Duramax usan la nueva boquilla y
el nuevo electrodo de resorte Conical Flow para
una mayor vida útil de los consumibles. Los ensayos realizados por Hypertherm demuestran un
aumento del 55% en la vida útil de los consumibles Duramax, lo que se traduce en un ahorro
del 30% en los costes de consumibles.
Hypertherm afirma que las antorchas de adaptación Duramax
aportan facilidad de uso. Se diseñan con la misma conexión ETR
(Easy Torch Removal, retirada fácil de antorcha) que las antorchas Powermax1000 y Powermax1250 de serie, lo que permite cambiar de la antorcha anterior a la nueva en cuestión de segundos.
Estas antorchas utilizan los mismos consumibles que los sistemas Hypertherm Powermax65 y Powermax85,
para que los clientes que utilizan sistemas de distintos tipos puedan simplificar su stock de consumibles. Además, incorporan la tecnología
Spring Start, un nuevo diseño con patente en
proceso que elimina piezas móviles del interior
de la antorcha para una mayor fiabilidad.
Las antorchas de adaptación Duramax están disponibles como antorcha de mano (HRT) ergonómica de 75 grados o como antorcha para sistemas motorizados (MRT) de longitud completa
y 38 cm. Al igual que sucede con las antorchas
Duramax estándar para sistemas motorizados,
los clientes pueden convertir la MRT en una antorcha de máquina de tambor corto, de 15 cm,
perfecta para las aplicaciones robotizadas y de
corte de tubos.
 Hypertherm
Equipos industriales de soldadura TIG para aplicaciones MMA pesadas
Las nuevas máquinas XuperTIG complementan la gama TIG de la empresa Castolín. Estas máquinas se han desarrollado para un uso industrial pesado en el campo de las reparaciones y la tecnología de la unión
de materiales. Sus fuentes de alimentación inversoras de gran robustez, alcanzan intensidades de soldadura de hasta 550 A con ciclos de
gran capacidad, por lo que resultan adecuadas para aplicaciones tanto
manuales como automáticas.
El control por pantalla táctil facilita el trabajo diario del soldador y garantiza un ajuste perfecto de los parámetros de los equipos. Todos los parámetros de soldadura se establecen y muestran en menús simples en la
pantalla a color facilitando el manejo de estos equipos de soldadura.
 Castolín Ibérica, S.A.
La Robacta TX es una estación de cambio de
cuerpos de antorcha con la que Fronius pretende
soslayar el obstáculo a la productividad que suponen la antorcha como unidad fija y su tubo de
contacto sometido al desgaste, así como los trabajos que se producen a raíz del cambio de las
piezas de desgaste, como pueden ser la sustitución o la limpieza de la protección antisalpicaduras, de la tobera de gas, del distribuidor de gas y
del entorno sucio. Al reducir los tiempos secundarios, se aumenta la seguridad del proceso, la
disponibilidad de equipo, la calidad y la productividad de soldadura. Este proceso se realiza mediante un cuerpo de antorcha que puede cambiarse automáticamente y que incluye el tubo de
contacto.
El cuerpo de antorcha puede tener diferentes
geometrías o componerse solo de piezas de desgaste que deben sustituirse periódicamente. Los
componentes a soldar pueden tener puntos de
ensamblaje de acceso diferente y es posible que
la energía lineal óptima requiera diferentes antorchas. El cambio del cuerpo de antorcha o la
soldadura sucesiva con diferentes cuerpos de antorcha en dos células o más normalmente suele
producir unas interrupciones del servicio de hasta 15 minutos. Con Robacta TX, el tiempo para
extraer e insertar el nuevo cuerpo de antorcha es
de 20 a 30 segundos. Según los cálculos de Fronius, si se compara con el cambio convencional,
el ahorro es de unos 25 € para la célula de soldadura y de 10 € para el personal de servicio, es
decir, de unos 35 € por cada cambio. Con tres
cambios diarios, el ahorro puede ser de hasta
25.000 €. A todo ello se añaden unos tiempos
de soldadura más reducidos y el efecto de las ganancias adicionales de productividad.
El sistema de cambio de cuerpos de antorcha del
Robacta TX se compone de una consola con hasta 10 cuerpos de antorcha depositados. El dispositivo para cortar el hilo de soldadura está abridado a la consola. El corte del hilo antes del cambio
del cuerpo de antorcha, el rebobinado del fin de
hilo, su depositaje, el accionamiento del acoplamiento de cambio, la recepción del siguiente
cuerpo de antorcha, el avance del hilo y el tronzado al “stickout” correcto se realizan de forma
autónoma y controlada por un sistema de sensores. Como medio de accionamiento para el acoplamiento basta con aire a presión de 6 bar. El
sistema Robacta TX resulta adecuado tanto para
las antorchas refrigeradas por gas como para las
refrigeradas por agua.
 Gala Elektronic S.L. – Fronius
Deformación Metálica no 316
33
Índice de proveedores
Prensas para forja y estampación
Prensas para forja y estampación
PRODUCTOS
• Prensas de forja verticales “Maxi” de 10-65 MN
• Prensas de forja verticales
“Maxi” de 10-65
MN 23 T
● X5 Punzonadora
hidráulica
• Martillos pilón de contragolpe de 20-80 kJ
C5 Punzonadora
30 T
• Martillos pilón de●contragolpe
de 20-80hidráulica
kJ
C6 Punzonadora
hidráulica
30 T
• Prensas
de doble
montante de 2.000-8.000 kN
• Prensas
de doble●montante
deamplía
2.000-8.000
kN
Este índice de
proveedores
la
información
facilitada
por
los
fabricantes,
● E6 Punzonadora servoeléctica
• Prensas de rodillera 4.000-20.000 kN
• Prensas de rodillera 4.000-20.000 kN
● SG6 Punzonadora con cizalla
• Laminadoras
transversales automáticas
ULS 70 y ULS 100
representantes,
delegados,
etc. ULS
del
Deformación Metálica,
ofreciendo
al lector
• Laminadoras
transversales
automáticas
70 ysector
ULS 100
● LPe Punzonadora servoeléctrica
• Prensas excéntricas (cuello cisne) de 100-4.000 kN
• Prensas excéntricas combinada
(cuello cisne)con
de 100-4.000
kN
láser
una "tarjeta •de
visita"de
en
cada
número,
de búsqueda.
• Transportadores
de piezas por vibración FRÖHLICH
● LP6
Punzonadora
combinada
Transportadores
piezas
por vibración
FRÖHLICH conpara una mayor facilidad
• Cuñas de fijación sistema FEUERBACHER
láser FEUERBACHER
• Cuñas de fijación sistema
● L6 Láser motores lineales
• Reparaciones, reconstrucciones y modernizaciones de
• Reparaciones, reconstrucciones y modernizaciones de
● EB Paneladora automática
prensas de todas marcas.
prensas de todas marcas.
● Be Plegadoras servo-eléctricas
● PB Plegadoras hidráulicas
SMERAL IBERICA, S.A. Méjico, 2 – 08320 EL MASNOU (Barcelona)
Tel.: 935 S.L.
403 292
– Tel./Fax:
265 km. 13,5 Nave 5
FINN-POWER IBERICA,
– Ctra.
Molins935
de 551
Rei-Rubí,
E-mail: info@smeral.es – Web: www.smeral.es
08191 – RUBÍ Barcelona – Tel. +34 902 302 111 – www.finn-power.es
SMERAL IBERICA, S.A. Méjico, 2 – 08320 EL MASNOU (Barcelona)
Tel.: 935 403 292 – Tel./Fax: 935 551 265
E-mail: info@smeral.es – Web: www.smeral.es
Prensas para forja y estampación
Mecánica
• Prensas de forja verticales “Maxi” de 10-65 MN
Parente
• Martillos pilón de contragolpe de 20-80 kJ
COS
S
éxito.
1890
on.com
zers/es
Especialistas en deformación metálica
Especialistas en deformación metálica
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