INSTITUTO P O LITÉCNICO N A C I O N A L ESCU ELA S U PE R IO R DE IN G EN IER ÍA Q UÍM ICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS DEPARTAMENTO DE IN G EN IER IA EN M ETALURGIA Y M ATERIALES “ L A M I N A C I Ó N D E F O IL Y D E F E C T O S DE C A L ID A D ” P R O P U E S T A QUE PARA DE O BTEN ER EL T E S I S GRADO DE IN G EN IER O M ETALURGICO P R E S E N T A : V IC TO R M A N U E L S Á N C H E Z U G A L D E ASESO R: DR. JO S É ANTONIO RO M ERO SER R A N O MÉXICO, D. F. 2009 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL E S C U E L A S U P E R I O R D E INGENIERÍA Q U Í M I C A E INDUSTRIAS E X T R A C T I V A S SECRETARIA DE EDUCACION PUBLICA DEPARTAMENTO DE EVALUACION Y SEGUIMIENTO ACADEMICO T-100-09. México, D F , a 02 de Septiembre de 2009 AlC.Pasante. VICTOR MANUEL SÁNCHEZ UGALDE Boleta: 8017079 Carrera: IM Generación: 1983-1988 Av. Zempoaltecas No. 160 Hacienda del Rosario Azcapotzalco México, D.F. C.P. 02420 Mediante el presente se hace de su conocimiento que este Departamento acepta que el C D r. J o s é A n to n io R o m e ro S e rra n o , sea orientador en el Tem a que propone usted desarrollar como prueba escrita en la opción T e s is In d ivid u a l, con el título y contenido siguiente “L a m in a c ió n d e F o il y d e fe c to s de c a lid a d ”. Resum en Introducción I.- Antecedentes I!.- Asfalto poroso III - Defectos en la calidad del Foil IV.- Etapa de rectificado de ios rodiílos V.- Tratamientos térmicos. Conclusiones. Bibliografía. Se concéde ürTpiaz&'^iáximo de un año, a partir de esta fecha, para pfé^énrqrlo a revisión por el Jur-fiáo asignado Dr Josg'recferico Chávez Alcalá Di JoEéA'ntqnuYRomero Serrano Presidente de Academia Profásóiyótrecioru Orientador Zed Prof 978975 Jefadel Dpto de Evaluación y Seguimiento Académico MAAG/TQS/ams c c p - Control Escolar D E P A R T A M E N T O D E E V A L U A C IÓ N Y S E G U IM IE N T O A C A D É M IC O T-100-09. México,D.F.,11deseptiembredel2009. AlC.Pasante: C.VICTORMANUEL SÁNCHEZ UGALDE Boleta: 8017079 Carrera: IM Generación: 1983-1988 Presente. Los suscritos tenemos el agrado de informar a Usted, que habiendo procedido a revisar el borrador de la modalidad de titulación correspondiente, denominado: “Laminacióndefoil ydefectosdecalidad” TESISINDIVIDUAL, PROCEDER A SUIMPRESIÓN encontramos que el citado trabajo de reúne los requisitos para autorizar el Examen Profesional y según el caso, debiendo tomar en consideración las indicaciones y correcciones que al respecto se le hicieron. Atentamente JURADO Dr Jos' %omero Serrano 0residente r> Dr. Alejandro Cruz Ramírez Vocal Ks* c c p - Expediente Dr. Héctor Javier Dorantes Rosales Secretario Contenido R E S U M E N ........................................................................... i 1. I N T R O D U C C I Ó N .................................................................. 1 2 . A N T E C E D E N T E S ..................................................................3 2.1 Características físicas........................................................... 3 2.2 Características mecánicas....................................................... 4 2.3 Producción de Alúmina por proceso B a y e r ........................................ 5 2.4 Electrólisis de la Alúmina............................................... 5 2.5 Purificación y conformado del aluminio............................................7 2.6 Producción mundial de Aluminio.................................................. 7 2.7 Foil o lámina delgada de Aluminio................................................ 9 2.8 Factores que afectan la eficiencia de enfriamiento.................................11 2.9 Efecto del Aceite Lubricante.................................................... 12 3. D E F E C T O S E N L A C A L I D A D D E L FO I L ............................................14 3.1 Porosidad o pinholes................. |........ |.......... ...14 3.2 Prueba de pinholes............................................................ 15 3.3 Apariencia de la superficie examinada........................................... 16 3.4 Clasificación de pinholes....................................................... 16 3.5 Pinholes tipo A, de Aluminio fino................... 18 3.6 Defectos tipo B, pinholes por inclusiones ..................................... 22 3.7 Pinholes tipo C, por puntos brillantes del lado m a t e ................................23 3.8 Efecto del Fe en el foil.......................................................... 28 3.9 Conclusión sobre las causas de pinholes......................................... 30 b 4. E T A P A D E R E C T I F I C A D O D E L O S R O D I L L O S ..................................... 32 4.1 “Piedras de rectificado”........................................................ 33 4.1.1 Selección de piedra.................................. 33 4.1.2 Tipo de Abrasivo.......................................................... 34 4.1.3 T a m a ñ o del grano......................................................... 34 4.1.4 Grado.................................................................... 35 4.1.5 Estructura................................................................ 35 4.1.6 Aglutinante................................................................ 35 4.1.7 Clave del Fabricante (Opcional)............................................. 35 4.2 Líquidos Refrigerantes para rectificar............................................ 39 4.3 Refrigerantes Químicos........................................................ 39 4.4 Filtración......................................................................40 4.5 Procedimientos de Rectificado.................................................. 40 4.6 Velocidad de piedra y rodillos................................................... 41 4.7 Traslación de la Piedra......................................................... 42 4.8 Obtención de la Corona........................................................ 42 4.9 Preparación para Rectificado......... 44 5. T R A T A M I E N T O S T É R M I C O S ...................................................... 45 5.1 Temperatura de recristalización................................................. 49 5.2 Recocido......................................................................50 5.3 Aleaciones no tratables térmicamente........................................... 51 5.4 Aleaciones tratables térmicamente...............................................51 5.5 Tipos de Recocidos............................................................ 52 5.5.1 R ecocido d e cinta.....................................................................................................................................................52 c 5.5.2 Recocido intermedio........................................................52 5.5.3 Recocido final ............................................................ 53 5.6 Tratamientos de Recuperación................................................. 53 5.6.1 Relevado de tensiones..................................................... 53 5.6.2 Estabilizado............................................................... 54 5.6.3 Recocido Parcial.......................................................... 54 5.7 Factores que afectan la estructura del grano...................................... 54 5.8 Productos Trabajados en Frío................................................... 55 6. CONCLUSIONES.......................................................................................................57 7. B I B L I O G R A F Í A ................................................................... 61 d RESU M EN El presente trabajo desarrolla el t e m a d e laminación d e papel (foil) d e aluminio, e n el que se incluyen algunos factores importantes del proceso. Estos factores se relacionan con la etapa d e la laminación, tales como: (a) La fricción, la cuál está afectada por el tipo d e lubricante y temperatura del m i s m o ; (b) La rugosidad d e los rodillos q u e tiene q u e ver con su rectificado; (c) % reducción e n c a d a pase; (d) El tratamiento térmico fina!. A lo largo d e este trabajo también se m e n c i o n a n las c a u s a s del defecto d e porosidad o “pinhole”. S e incluye un e x a m e n d e pinholes en laminación d e papel d e aluminio (foil) el cual fue realizado e m p l e a n d o microscopia electrónica d e barrido y u n a celda fotoeléctrica para investigar y clasificar este tipo d e defectos. Los defectos d e porosidad o pinhole se clasifican en: (a) Pinhole de aluminio fino; (b) Inclusiones; (c) A c a b a d o del lado m a t e del foil por la rugosidad e n los rodillos y limpieza del aceite. Otros aspectos q u e son analizados en este trabajo son el a c a b a d o superficial y la planicidad del papel d e aluminio. Estos factores d e p e n d e n de! pulido y la corona d e los rodillos d e laminación, d e s d e el laminador en caliente hasta el laminador d e a c a b a d o (en frío). El pulido del rodillo tiene un efecto significativo en la laminación del papel, por lo q u e es necesario obtener rectificados consistentes y reproducibles. S e describe el sistema u sado para la identificación d e piedras, selección d e las m i s m a s y práctica usada para la rectificación d e rodillos para la laminación d e lámina y foil. S e ha c e m e n c i ó n m u y superficial sobre la importancia de la filtración e n la fundición, lo q u e permite disminuir problemas d e calidad e n el producto final. S e incluyen algunos aspectos de los tratamientos térmicos del “foil” d e aluminio ya q u e es d e fundamental importancia d a d o q u e generalmente constituye el último p a s o d e un procedimiento iniciado d e s d e la fabricación del lingote. 1. I N T R O D U C C I Ó N En 1 8 8 2 el aluminio era considerado un metal d e a s o m b r o s a rareza del q u e s e producían en todo el m u n d o m e n o s d e 2 toneladas anuales. E n 1 8 8 4 se seleccionó el aluminio c o m o material para realizar el vértice del M o n u m e n t o a Washington, en u n a é p o c a en q u e la o n z a (30 gramos) costaba el equivalente al sueldo diario d e los obreros q u e intervenían e n el proyecto, tenía el m i s m o valor q u e la plata. Sin embargo, con ¡as mejoras d e los procesos los precios bajaron continuamente hasta colapsarse e n 1 8 8 9 tras descubrirse un m é t o d o sencillo d e extracción del metal aluminio. La invención d e la d i n a m o por S i e m e n s e n 1 8 6 6 proporcionó la técnica a d e c u a d a para producir la electrólisis del aluminio. La invención del proceso HallHéroult e n 1 8 8 6 (patentado independientemente por Héroult e n Francia y Hall e n EE.UU.) abarató el proceso d e extracción del aluminio a partir del minera!, lo q u e promovió, junto con el proceso Bayer (inventado al a ñ o siguiente, y q u e permite la obtención d e óxido d e aluminio puro a partir d e la bauxita), q u e se extendiera su u s o hasta hacerse c o m ú n e n multitud d e aplicaciones. S u s aplicaciones industriales s o n relativamente recientes, produciéndose a escala industrial d e s d e finales del siglo XIX. Ello posibilitó q u e el aluminio pasara a ser un metal c o m ú n y económico. Pa r a 1 8 9 5 su uso c o m o material d e construcción estaba tan extendido q u e había llegado a Sídney, Australia, d o n d e se utilizó e n la cúpula d e un Edificio Público. i La producción mundial alcanzó las 6.700 toneladas hacia 1900, 700.000 ton e n 1 9 3 9 y en 1 9 4 3 llegó a los dos millones d e toneladas debido al impulso d e la II Guerra Mundial. D e s d e entonces la producción se ha incrementado hasta superar la d e todos los d e m á s metales n o férreos. Objetivo: Finalmente este trabajo tiene c o m o objetivo mostrar algunos de las variables q u e intervienen y c ó m o intervienen e n la calidad del foil c o m o resultado dei proceso de laminación del mismo. E n b a s e a la experiencia profesional d e su servidor autor d e esta obra. 2 2. A N T E C E D E N T E S Actualmente el proceso ordinario d e obtención del aluminio consta d e d o s etapas, la obtención de alúmina por el proceso Bayer a partir d e la bauxita, y posterior electrólisis del óxido para obtener el aluminio. La recuperación del metal a partir d e la chatarra, material viejo o d e s e c h o s (reciclado) era una práctica conocida d e s d e principios del siglo X X. Sin em b a r g o , es a partir d e los a ñ o s 1 9 6 0 c u a n d o se generaliza, m á s por razones ecológicas q u e estrictamente económicas, ya q u e el reciclaje c o n s u m e el 5 % de energía d e lo q u e c o n s u m e la producción metalúrgica a partir del mineral. 2.1 Características físicas Entre las características físicas del aluminio, destacan las siguientes: a) E s un metal ligero, cuya densidad es d e 2.7 g / c m 3, 2.7 v e c e s la densidad del a g u a y un tercio la del acero. b) c) d) Tiene un punto de fusión bajo: 6 6 0 °C (933 K). El p e s o atómico del aluminio es d e 26.9815 u. E s d e color blanco brillante, con b u e n a s propiedades ópticas y un alto poder d e reflexión d e radiaciones luminosas y térmicas. e) Tiene una elevada conductividad eléctrica c o m p r e n d i d a entre 3 4 y 3 8 (m/(Q m m 2) y u n a elevada conductividad térmica, d e 8 0 a 2 3 0 W / ( n v K). 3 f) Resistente a la corrosión, a los productos químicos, a la intemperie y al a g u a d e mar, gracias a la capa d e Al2 0 3 formada. g) E s abundante e n la naturaleza. E s el tercer e l emento m á s común en la corteza terrestre, detrás del oxígeno y el silicio. h) S u producción metalúrgica a partir d e minerales es m u y costosa i) Material fácil y barato d e reciclar. 2.2 Características m e c á n i c a s Entre las características m e c á n i c a s del aluminio se tienen las siguientes: a) Fácil de trabajar mecánicamente. b) M u y maleable, permite la producción d e láminas m u y delgadas. c) Bastante dúctil, permite la fabricación d e cables eléctricos. d) Material blando (de 2 a 3 e n la escala d e Mohs). Límite d e resistencia en tracción: 160-200 N / m m 2 [160-200 M P a ] e n estado puro, e n estado aleado el rango es d e 1400-6000 N / m m 2. El duraluminio es u n a aleación particularmente resistente. e) Para su uso c o m o material estructural se necesita alearlo con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas. f) Permite la fabricación d e piezas por fundición, forja y extrusión. 4 2.3 P r o d u c c i ó n d e A l ú m i n a por p r o c e s o B a y e r El proceso Bayer, inventado por Karl Bayer e n 1889, es el principal m é t o d o utilizado para producir alúmina a partir de la bauxita. El proceso c o m i e n z a con un lavado d e la bauxita molida con una solución d e sosa cáustica a alta presión y temperatura. Los minerales d e aluminio se disuelven mientras q u e los otros c o m p o n e n t e s d e la bauxita, principalmente sílice y óxidos de hierro y titanio p e r m a n e c e n sólidos y se depositan e n el fondo d e un decantador d e d o n d e son retirados. A continuación se recristaliza el hidróxido d e aluminio de la solución y se calcina a m á s d e 9 0 0 ° C para producir u n a alúmina, Al20 3, d e alta calidad. 2.4 Electrólisis d e la A l ú m i n a El óxido d e aluminio (o alúmina) se disuelve en un b a ñ o fundido d e criolita (NaaAIFe) y se electroliza en una celda electrolítica u s a n d o á n o d o s y cátodo d e carbono. S e realiza d e esta manera, ya q u e la alúmina proveniente del proceso B a y e r tiene un punto d e fusión extrem a d a m e n t e alto (por e n c i m a de los 2 0 0 0 °C), m u y caro y difícil d e alcanzar en la práctica industrial. La mezcla con la criolita d a u n a m e z c l a eutéctica, q u e logra bajar ei punto de fusión a alrededor de los 9 0 0 °C. P or esta razón el consumo energético q u e se utiliza para obtener aluminio es m u y elevado y lo convierte e n u n o d e los metales m á s caros d e obtener, ya q u e es necesario gastar entre 17 y 2 0 k W h por cada kg d e metal d e aluminio. D e estos b a ñ o s se obtiene Al e n líquido con u n a pureza de 99.5 a 99.9%, q u e d a n d o trazas d e hierro y silicio. 5 La electrólisis es un proceso electroquímico en el q u e se ha c e pasar u na corriente eléctrica a través d e una solución q u e contiene c o m p u e s t o s disociados en iones para provocar una serie de transformaciones químicas. La corriente eléctrica se proporciona a la solución sumergiendo e n ella d o s electrodos, u n o llamado cátodo y otro llamado ánodo, conectados respectivamente a! polo negativo y al polo positivo d e u n a fuente d e corriente continua. La celda electrolítica usada para obtener el aluminio tiene u n o s electrodos dispuestos en forma horizontal, a diferencia d e los u s a d o s para afinar F e o Cu. El b a ñ o electrolítico d e b e tener m e n o r densidad q u e el aluminio a e sa temperatura (alrededor d e 2.3 g/crnr a 90 0 °C), ya qu e el aluminio ya refinado d e b e depositarse en el fondo d e la c u b a electrolítica, saliendo por e! fondo del recipiente. S e calcula q u e por c a d a tonelada producida de aluminio metálico se consumen 460 kg de carbono, proveniente d e los electrodos. El gran problema de! aluminio es el precio de la energía q u e c o n s u m e para producirlo y q u e representa entre un 2 5 % y un 3 0 % del costo d e producción del metal. P o r esta razón se están desarrollando procesos alternativos q u e permiten u n a reducción d e la energía necesaria, hasta un 7 0 % m e n o s q u e con el procedimiento electrolítico. 6 2.5 Purificación y c o n f o r m a d o del aluminio El aluminio procedente d e las c u b a s electrolíticas pasa a hornos para mezclarlo d e manera precisa con otros metales para formar aleaciones con propiedades específicas diseñadas para diversos usos. El metal se purifica en u n a etapa del proceso y d e s p u é s se vierte en m o l d e s o se funde directamente e n lingotes. Para obtener un a tonelada d e aluminio h a c e n falta unas do s toneladas d e alúmina y u n a gran cantidad d e electricidad. A su vez, para producir d o s toneladas d e alúmina se necesitan u n a s cuatro toneladas d e bauxita, en un proceso complejo q u e requiere equipos d e gran tamaño. 2.6 P r o d u c c i ó n m u n d i a l d e A l u m i n i o La Tabla 1 r e s u m e las estadísticas d e producción de aluminio e n el m u n d o . L a Figura 1 muestra un ejemplo d e una bobina de aluminio E n 2 0 0 6 la producción mundial d e este metal ascendía a 33.1 millones d e toneladas. Los m a y o r e s productores mundiales son China (con 8.7 millones d e toneladas al año) y Rusia (con 3.7 millones d e toneladas). D e esta producción, u n a parte se d e b e al reciclado, mientras q u e el resto procede d e las reservas d e bauxita. 7 Tabla 1. Producción mundial d e aluminio Año América América del Norte latina África AA c i.a E u r o p1a y Rusia Oceanía Total 1978 336 5.409 413 1.126 3.730 414 11428 1982 501 4.343 795 1.103 3.306 548 10.496 1987 572 4.889 1.486 927 3.462 1.273 12.604 1992 617 6.016 1.949 1.379 3.319 1.483 14.763 1997 1.106 5.930 2.116 1.910 6.613 1.804 19.479 2003 1.428 5.945 2.275 2.457 8.064 2.198 21.935 2004 1.711 5.110 2.356 2.735 8.433 2.246 22.591 Producción de Al en millones de ton Fuente InternationalAluminium Association La producción mundial d e aluminio secundario a partir del reciclado se eleva a 7.6 M t en 2005, siendo el 2 0 % d e la producción total d e este metal. F i g u r a 1. B o b in a d e c h a p a d e a iu m in io 2.7 Foil o lámina d e l g a d a d e Aluminio El foil, es un producto característico del aluminio debido a la gran maleabilidad y el relativo bajo costo c o m p a r a d o con otros metales c o m o el cobre q ue es también m u y maleable. La principal fuente del aluminio es el mineral bauxita el cual es e s c a s o e n México; por lo q u e se importa principalmente de Venezuela, Guyana Francesa, Guinea, etc El foil tiene diferentes usos, entre los m á s c o m u n e s se encuentra: a) El d e uso doméstico, que es m u y conocido porque se encuentra en centros comerciales y se usa para forrar las estufas para cubrir los alimentos en los recipientes d e cocina, etc Este tipo de producto es de aleación 1100 y/o 1200. 9 b) E n la industria del cigarro es adherido ai papel (bond) y sirve para cubrir al tabaco d e la intemperie y evita q u e se pierda el a r o m a del producto c) El farmacéutico que tiene c o m o m e d i c a m e n t o s en presentación función, junto con el P V C , encapsular d e grageas, pastillas, supositorios, capsulas, etc. El aluminio permite el a c c e s o fácil y rápido al m e d i c a m e n t o q u e envuelve o q u e está en el interior entre el P V C y el aluminio, las m á q u i n a s q u e producen este encapsulamiento, son llamadas c o m ú n m e n t e (Blisteadoras). d) E n la industria d e los alimentos se encuentra ei recipiente T E T R A P A C K . Este producto ¡leva u n a combinación d e varias capas: el plástico, aluminio y cartón d a n d o lugar a un recipiente q u e evita q u e los alimentos c a d u q u e n a corto plazo. La función principal del aluminio es evitar el p a s o d e la luz e n el c a s o d e los productos lácteos, por lo q u e el producto d e foil para este uso, junto c on el farmacéutico, tiene u n a alta exigencia e n limpieza y porosidad. J a p ó n produce un foil de 5 |xm con 4 a 5 poros (pinholes) por m , Méxi c o produce con gran dificultad un foil d e 7 [im con u n a porosidad de 1 50 a 2 0 0 pinholes por m 2. E n el proceso d e laminación del foil, el comportamiento del aceite e n las superficies d e contacto entre los rodillos y la cinta a ú n no es m u y claro. La fricción y lubricación en la mordida son m u y complejas. A lo largo del arco d e contacto d e laminación, el cual es d e 2 a 8 m m , casi todos los parámetros relevantes c a m b i a n continuamente. La cinta bajo deformación plástica es endurecida por trabajo c a m b i a n d o su punto d e cedencia y el a c a b a d o superficial se modifica por el desprendimiento d e partículas. 10 La velocidad del deslizamiento entre las superficies e n contacto (de los rodillos y la cinta) c a m b i a continuamente, siendo igual a cero en e! punto neutro. La presión d e rodillos c a m b i a a lo largo del arco d e contacto, teniendo un valor m á x i m o en el punto neutro. La temperatura alcanza un valor m á x i m o e n la salida. El espesor d e la película del aceite disminuye d e la entrada hacia la salida d e la mordida. La viscosidad del lubricante cambia bajo las variables presión y temperatura. La superficie d e los rodillos es aplanada elásticamente, bajo la acción d e la presión d e laminación alterando así también la configuración geométrica d e la “m o r d i d a ”. L a naturaleza d e la fricción e n la “mordida” es determinada por el espesor d e la película d e aceite, la rugosidad d e los rodillos y la rugosidad d e la cinta. Bajo condiciones normales d e operación, a m b a s clases d e fricción coexisten e n la “m o r d i d a ”. Las funciones del lubricante son el d e enfriar los rodillos d e trabajo y controlar la corona d e los mismos. El aceite d e laminación es llamado por algunos autores, enfriador d e rodillos (roll coolant), para destacar su importancia en el enfriamiento d e los rodillos. El propósito d e enfriar los rodillos e s asegurar el funcionamiento del aceite d e laminación ya q u e si la temperatura de los rodillos es alta se r o m p e la película d e aceite, debido a una disminución de viscosidad y pérdida d e absorción d e los aditivos. 2.8 Factores q u e afectan la eficiencia d e enfriamiento Los factores q u e afectan la eficiencia del enfriamiento son la temperatura y el calor específico del aceite de laminación, la conductividad d e calor entre los rodillos y el 11 fiujo del aceite, la cantidad d e aceite d e laminación, la presión y el ángulo d e c h o q u e con los rodillos d e e s e flujo d e aceite d e laminación. La generación d e calor durante la laminación es confinada a las superficies en contacto d e los rodillos y la cinta d e aluminio. C o m o resultado de ello, la parte m e d i a del cuerpo del rodillo está siempre m á s caliente q u e los extremos. L a s diferencias en dilatación por calor crean u n a corona térmica en los rodillos, la cual d e b e ser c o m p e n s a d a para tener u n a abertura uniforme en la mordida y controlar la planicidad. C o n este fin el operador del molino hace uso del equipo para flexionar los rodillos o m a n d a r m á s cantidad d e aceite a la parte m e d i a del cuerpo del rodillo para aliviar la diferencia d e temperaturas. A u n q u e el equipo de flexión de rodillos es de respuesta rápida, no puede reemplazar c o m pletamente la función del aceite d e laminación en controlar la corona, debido a q u e la curva d e deflexión del rodillo rio conforma exactamente la curva d e la corona térmica. 2.9 Efecto del Aceite Lubricante C o m o un ejemplo d e la importancia del tipo d e aceite lubricante se p u e d e m e n c i o n a r q u e en la planta de fabricación d e foil d e aluminio, ubicada en Tulpetlac, originalmente se usaba c o m o lubricante en México, aceite Alico # 4 y se c a m b i ó por Norpar13; sin embargo, se produjeron varios incendios (8 incendios en solo un m e s ) al usar el aceite Norpar 13, por lo q u e se decidió cambiar a Norpar 15, perdiendo las ventajas originales d e baja viscosidad y por e n d e incendios. 12 m a y o r velocidad, pero se evitaron los La diferencia entre los aceites Alico#4 y Norpar-15 se d e b e a su composición química: El aceite Alico#4 es u n a mezcla d e parafinas normales, nafténicos y aromáticos, lo q u e lo convierte, en un aceite con riesgo a la salud por sus c o m p u e s t o s químicos p e s a d o s y cancerígenos. La Tabla 2 muestra algunos datos comparativos entre los diferentes aceites u s a d o s para laminación d e aluminio. Tabla 2. Propiedades físicas d e los aceites para laminación d e foil d e aluminio A t ic o A c e it e #4 N o rp a r- 13 N o rp a r-15 Parafinas normales %masa 70-75 98.7 99.4 C12 - 12 - C13 - 60 — C14 - 28 32-34 C15 42-45 C16 16-18 Aromáticos % 5-12 0.2 0.01 Nafténicos 15-20 - - Azufre Mayor 0.06 0.0001 0.0005 Punto de inflamación 94°C 93°C 118°C Presión de vapor mmHg a 196°C 740 250 195 Viscosidad cst a 100°F 2.59-2.69 1.93 2.42 Tinicial de ebullición °C 200-220 226 250 Tfina! de ebullición 270-297 242 272 T o d o s lo s d a t o s a n te r io r e s s o n a p r e s ió n a tm o s fé r ic a . 13 3. D E F E C T O S E N L A C A L I D A D D E L F O I L A continuación se m e n c i o n a una variedad d e defectos d e calidad e n el foil y sus probables causas. 3.1 P o r o s i d a d o pinholes El análisis d e poros o pinholes en laminación d e papel (foil) d e aluminio ha sido realizado e m p l e a n d o microscopía electrónica d e barrido y u n a celda fotoeléctrica. Las principales c a usas d e pinholes son: a) Pinholes d e aluminio fino b) Inclusiones c) A c a b a d o del lado m a t e del foil fino por la rugosidad en los rodillos y limpieza del aceite. Los procesos limpios son necesarios todo ei tiempo para q u e las inclusiones n o invadan el foil. El control d e la planicidad e n el laminado y el uso d e materiales q u e contienen un t a m a ñ o grano fino y u n a distribución uniforme es efectiva e n la finura del a c a b a d o del lado mate. Recientemente el uso de! foil d e aluminio se ha incrementado por lo flexible del e m p a q u e . El espesor del foil tiende a disminuir para reducir costos y la formación d e pinholes genera serios problemas al bajar el espesor. 14 A continuación se analizan los factores m á s importantes q u e afectan la formación d e pinholes en el laminado del foil. S e clasifican los tipos de pinholes y s e discuten los m e c a n i s m o s y la prevención d e su formación. La Tabla 3 muestra la composición química típica d e u n a pieza d e aluminio, generalmente aplicada para e s p e sores d e foil (papel). Tabla 3. Material Composición química d e u n a muestra típica d e foil Designación Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 99.39%AI A¡-0.45%Fe 0.15 0.45 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 98.40%AI Al-1.5% Fe 0.08 1.5 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 El foil examinado fue de 6-6 5 |iin de espesor y fue laminado en un molino de producción en caliente y laminado en sus pases de desbaste en frío. 3.2 P r u e b a d e pinholes La cantidad y distribución d e pinholes a lo a n c h o del foil fue determinado c o m o la cantidad promedio por metro cuadrado d e poros a través d e un detector d e celda tipo fotoeléctrica. Los datos d e los pinholes detectados se muestran en la Tabla 4. Los pinholes fueron determinados por el m é t o d o d e visualización estándar (en u n cuarto obscuro) e n forma ordenada se e x a m i n ó la apariencia d e los pinholes a través d e un microscopio electrónico d e barrido (SEM). 15 T a b l a 4. E s p e c i f i c a c i ó n d e l d e t e c t o r d e p i n h o l e s S e n s o r d e pinholes C e l d a fotoeléctrica Longitud del pinholes 5-300 |im A n c h o d e la muestra Max. 3 0 0 m m Longitud d e muestra 1650 m m 3.3 Apariencia d e la superficie e x a m i n a d a La rugosidad d e ¡a superficie fue m e d i d a c on un rugosímetro d e contacto, en orientación transversal a la dirección d e laminación y el lado m a t e paralelamente a la dirección d e laminación, la rugosidad p r omedio fue indicada en Ra, La apariencia superficial y los defectos superficiales fueron obser v a d o s u s a n d o M E B . 3.4 Clasificación d e pinholes La apariencia d e los defectos pinholes fue clasificada e n 3 tipos; A, B, C, c o m o se muestra en la Figura 2. 16 Tipo Causa A Al fino B Inclusión c Lad o mate corrugado % 1 0 ttm 1 0 ftm Figura. 2. Clasificación d e pinholes e n foil d e Aluminio E n el tipo A, el aluminio fino es presentado c o m o pinholes cerrado y pequeño. El tipo B es un pinhole d e inclusión. El tipo C fue c a u s a d o por e x c e s o e n la rugosidad e n ei lado m a t e del pase final del laminado. El t a m a ñ o del pinholes d e los tipos A y B son usualmente grandes (mayor a 25 ^im). El defecto tipo C, se muestra también e n la Figura 2 y son defectos m u y escasos. 17 n=50 F=12.3 A n= 50 F=46.3 B n=100 F=7 3 C Figura 3 Distribución del t a m a ñ o d e pinholes en cada tipo d e defecto(A, B y C) 3.5 Pinholes tipo A, d e A l u mi n i o fino La apariencia superficial del foil (0,35 m m de espesor) fue analizada y se detectó este tipo d e defecto mediante algunas i m á g e n e s de aluminio fino. El defecto pinhole tipo A se clasifica a su vez en 3 grupos: A 1 , A2, A3; c o m o se muestra en la Figura 4 Los tipos de defectos A 1 y A2, son el efecto d e la rugosidad d e los rodillos. Para minimizar este defecto no solo h ay q u e reducir la rugosidad de los rodillos, también hay q u e reducir la diferencia d e rugosidad entre los rodillos y el material. 18 Figura 4. Defectos típicos en la superficie d e aluminio foil fino. El efecto d e la diferencia de rugosidades e n las superficies fue simulado en u n molino y los resultados obtenidos se muestran e n la Figura 5. Los defectos p u e d e n ser reducidos disminuyendo la rugosidad d e las diferentes superficies. La m a y o r cantidad d e defectos es detectada d e s p u é s d e los p a s e s intermedios, tanto en laminado e n caliente c o m o en laminado en frío. Especialmente serios s o n los defectos q u e se transfieren d e s d e los rodillos d e apoyo e n el proceso d e laminado. 19 Rugosidad de rodillos Ra 0 45pm 0 de rodillos de Trabajo 255mm % de reducción 20% 0 30-0 24mm/0 30mm N ú m e ro de d e fe c to s /m 2 después de la m in a r D E F E C TO S R ugosidad s u p e rfic ia l a nte s de la m in a r Ra en n m Figura 5 Efecto d e la diferencia d e la rugosidad e n la superficie d e ¡os rodillos y el material, en los defectos d e s p u é s d e la laminación. Los defectos tipo A 3 son c a u s a d o s por las condiciones e n q u e se encuentra el aceite d e laminación, p u e d e por e n d e ser disminuido por la reducción d e la rugosidad y por las b u e n a s condiciones del aceite d e laminación. La reducción d e orificios por aceite d e laminación es efectiva si se tiene u na consistente película d e aceite e n la “m o r d i d a ” d e laminación. El espesor d e la película d e aceite p u e d e calcularse con la ecuación (1), y d e p e n d e de las condiciones de laminación laminación y viscosidad del lubricante. 20 tales como la velocidad de g = K a ( V , + V 2) (i) H P donde: 5 = Espesor d e la película d e aceite en la mordida d e los rodillos |j = Viscosidad del lubricante V1 = Velocidad d e la lámina V 2 = Velocidad d e los rodillos a = Angulo en la mordida^ A h / R ( Ah: Reducción, R:Radio d e los rodillos) P = Presión K= Coeficiente E n bajas reducciones d e laminación, se genera m á s aluminio fino q u e producen defectos superficiales si la velocidad d e iaminacióri es baja. La Figura 6 mues t r a los efectos en la superficie por reducción d e espesor de la lámina d e aluminio producidos en un molino d e prueba. Esta iámina d e aluminio con picadura d e aceite fue artificialmente formada con u n a composición química y laminado con varios niveles d e reducción. C o n bajas reducciones m á s defectos superficiales son observados. 21 Antes d e laminado 4 0 % de 6 5 reducción % d e reducción Figura 6. Efecto d e la reducción en los defectos d e la superficie d e lámina d e Aluminio laminado en un molino d e prueba (espesor d e lámina 0.35rnm) 3.6 Defectos tipo B, pinholes por inclusiones La característica principal d e los pinholes tipo B e s q u e se forman rayas paralelas a la dirección d e laminación, c o m o se observa en la Figura 2, por e s o las inclusiones v an junto con el rolado. Las partículas grandes, c o m o la sílice, acero, etc., g e n e r a n un defecto llamado porosidad (menor a 3 0 0 pm). E s necesario limitar estas partículas lo m á s posible. Tiene q u e ser debajo d e 1:1000 m 2 en foil d e 6.5 p m . Para prevenir la formación d e estos orificios, es necesaria la minuciosa limpieza en c a d a etapa del proceso (colada continua, laminado, corte, etc.). P o r ejemplo, se d e b e filtración en el metal fundido y en la colada. 22 evitar la 3.7 Pinholes tipo C, por p u n t o s brillantes del lado m a t e La superficie m a t e se produce por el doble rolado es decir por el laminado d e d o s hojas d e foil al m i s m o tiempo en el laminador. La intención d e meter 2 hojas al m i s m o tiempo, e s alcanzar con m a y o r facilidad el espesor tan delgado del foil. A este proceso d e laminación se le c onoce mejor c o m o laminado en paquete ó laminado dobie. La superficie q u e q u e d a dentro d e ó entre las d o s hojas d e foil (y a la cual se agrega aceite lubricante, para poder separar ¡as hojas) está fuera del contacto d e los rodillos y es e n esa zona d o n d e se crean los puntos brillantes. Los puntos brillantes del lado m a t e se muestran en la Figura 7 y generalmente son defectos superficiales c o m o la picadura por aceite entre las hojas del laminado doble. F i g u r a 7. E s q u e m a d e f o r m a c i ó n d e p i n h o le s d e l tipo “C ”. 23 La deformación por laminación es un esfuerzo deslizante lineal y los pinholes se forman por deslizamientos perpendiculares a la dirección d e laminación y entonces ¡a superficie p u e d e llegar a formar puntos brillantes. Este tipo d e pinholes se caracteriza claramente por el efecto transversal a la dirección de laminación. Los puntos brillantes oscilan e n toda la longitud del orden d e 10 p m E n este ca s o el t a m a ñ o de los pinholes es m á s pequeño, pero el n ú m e r o tiende a ser m a r c a d a m e n t e mayor. La Figura 8 muestra la relación entre la rugosidad de las superficies del lado m a t e y el n ú m e r o de pinholes C o m o se observa, el n ú m e r o de pinholes disminuye en forma exponencial con la rugosidad d e la superficie del lado m a t e y los puntos brillantes disminuyen en forma considerable fM E 800 S 400 Q. 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 RUGOSIDAD Ra um Figura 8. Efecto de la rugosidad sobre la concentración d e defectos pinholes 24 H a y m u c h o s factores q u e afectan la rugosidad del lado m a t e y éstos son afectados por los elementos d e laminación c o m o se muestra en la Tabla 5. Tabla 5. Factores q u e afectan la rugosidad d e la superficie del lado m a t e Condiciones de Laminación Material 1. Propiedades mecánicas ITensión Alta tensión Delantera y Trasera Propiedades endurecimiento por trabajo 2.Microestructura 2 Cédula de pases Tamaño de grano Reducción en laminado doble y otros pases. Compuestos intermetálicos Textura 3 Perfil de la lámina 3 Velocidad de laminación Grown ratio Planicidad de la lámina 4. Lubricante de separación en laminado. el doble Viscosidad, etc La Figura 9 muestra el efecto de la planicidad e n el n ú m e r o d e pinholes y la rugosidad del lado m a t e a todo lo a n c h o del foil (papel). C u a n d o la lámina tiene bolsa centra!, los pinholes se concentraron a lo largo d e a m b a s orillas. Pero e n el c a s o d e bolsas (ondas) en las orillas, los pinholes se concentraron en la parte central. Generalmente, la planicidad e s c a s a m e n t e se ajusta para las bolsas e n las orillas, pero n o es así para el corte de las orillas, es decir se le da m á s importancia al corte q u e a la planicidad (bolsa). Por lo tanto es normal q u e haya m á s pinholes e n el centro q u e e n las orillas. 25 EFECTODE LAPLANICIDADEN LAPOROSIDAD O LO •BOLSA EN ORILLAS UJ 400 -í 350 ^........ ...,... ... 300 J 0 250 i ■ PLANO N E T z E BOLSA EN EL CENTRO 200 150 100 i o o LO 1 I ,0& I I 1 & <r ZONA DEL ANCHO DE LAMINA Figura 9. Efecto de la planicidad en el n ú m e r o de pinholes y rugosidad en la superficie del lado m a t e a lo a n c h o del foil de aluminio. La figura 10 muestra alabeo ó mejor conocida c o m o bolsa en las orillas, ilustración superior y bolsa en el centro, ilustración inferior Para disminuir el n ú m e r o de pinholes, las condiciones de laminación d e b e n ser tales que la tensión total debe ser baja y distribuida uniformemente a lo a n c h o del rollo del foil La figuran muestra la apariencia superficial y rugosidad del lado m a t e en foil de las aleaciones IN30 y K S 1 115 26 .*»*.• Bl M J L MJtkMLMJk-M Fig 10. Bolsa en el centro, (ilustración inferior) y alabeo ó mejor conocida c o m o bolsa en las orillas, (ilustración superior). Dirección d e laminación IN30 i * au V v 5. zw m . K S 1115 % > « £ ■ rn Figural 1. Apariencia superficial y rugosidad del lado m a t e en foil IN30 y K S 1 1 15 3.8 Efecto del F e e n el foil La Tabla 6 muestra el efecto del F e contenido e n el material; para ello se c o m p a r a n dos aleaciones: a) Aleación AI-0. 4 5 % F e y b) Aleación AI-1.5%Fe. El n ú m e r o de pinholes e n el foil AI-1,5%Fe es m u c h o m e n o r c o m p a r a d o con el foil AI-0.45%Fe. Esto fue f u n d a m e n t a d o d e s d e la clasificación del tipo d e pinholes q u e resultó ser del tipo “C ”, q u e disminuye. A d e m á s disminuye con la rugosidad d e la superficie del lado mate, c o m o se muestra e n la Tabla 6. 28 Tabla 6. N ú m e r o d e pinholes y rugosidad del lado m a t e e n foil d e A I - 0 . 4 5 % F e y AI-1.5%Fe e n foii d e 6.5 |jm d e espesor. No. P r omedio de pinholes/m2 Aleación Designación (Clasificación d e tipos A, ByC) 1N30 KS1115 Al - 0 . 4 5 % F e Al - 1.50 % Fe Ru g o s i d a d superficial del lado m a t e (RA/pm) 2 0 (A:3 B:3 C:14) 0.35 7 (A:2 B:3 C:2) 0.23 Varios materiales con diferente t a m a ñ o d e grano, controlado por tratamiento térmico, fueron laminados en un molino d e prueba con e! fin d e analizar el efecto del contenido d e F e sobre la disminución de la rugosidad d e la superficie del lado mate. Los resultados se muestran e n la Figura 12. El materia! c on el t a m a ñ o d e grano fino e n el caso d e la aleación AI-1,5%Fe exhibió m á s baja rugosidad del lado m a t e q u e la aleación AI-0.45%Fe. El experimento indica q u e el incremento del F e e s efectivo e n la disminución d e pinholes c a u s a d o por los puntos brillantes del lado mate. 29 T a m a ñ o d e grano, j_im Figura 12. Efectos del t a m a ñ o de grano y contenido d e F e sobre la superficie rugosa del lado m a t e e n el laminado d e foil d e aluminio, e n un molino d e prueba. 3.9 C o n c l u s i ó n s o b r e las c a u s a s d e pinholes E n e! análisis anterior del proceso d e laminación de foil d e aluminio se obtienen las siguientes conclusiones: 30 1) Las principales c ausas d e pinholes se clasifican en 3 grupos: a) Finos d e Aluminio b) Inclusiones c) Puntos brillantes del lado m a t e 2) Para prevenir la formación de cada tipo d e pinhole se recomiendan las siguientes medidas: a) Disminuir la rugosidad de los rodillos y picaduras por aceite b) Profundizar la limpieza del proceso e n c a d a p a s e c) Controlar la planicidad del foil en la laminación y el uso d e materiales c on un t a m a ñ o d e grano fino y u n a distribución uniforme d) E m p l e a r la cantidad requerida d e F e e n la aleación. 31 4. E T A P A D E R E C T I F I C A D O D E L O S R O D I L L O S H a y d o s factores m u y importantes q u e afectan el a c a b a d o y la planicidad del papel d e aluminio: el pulido y la corona d e los rodillos d e laminación; d e s d e el laminador en caliente hasta el laminador d e a c a b a d o (frío). El pulido del rodillo produce un efecto significativo en la laminación del papel, por lo q u e es necesario obtener rectificados consistentes y reproducibles. La operación d e rectificado tiene el doble propósito d e obtener la corona y el pulido deseado. Es usual hacer esto e n u n a serie d e operaciones ya q u e las m u e l a s apropiadas para cortar el acero y lograr la corona, n o r m a l m e n t e no sirven para obtener el pulido d e s e a d o e n rodillos q u e se usan para laminación d e foil d e aluminio. E n esta etapa del trabajo se describe el sistema u s a d o para la identificación d e piedras, selección d e ellas y práctica u s a d a para la rectificación d e rodillos para la laminación d e lámina y foil. 32 4.1 “ Piedras d e rectificado” 4.1.1 Selección d e piedra Durante el rectificado, p e q u e ñ a s partículas d e metal son desprendidas del rodillo por la acción mecánica de granos abrasivos de forma irregular. Los granos son producidos m o l d e a d o s en u n a muela, la cual se mantiene contra el rodillo teniendo m u e l a y rodillo un movimiento rotativo. La m u e l a o piedra tiene c o m o constituyentes al abrasivo q u e efectúa el corte y el aglutinante q u e mantiene unidos los granos. La acción abrasiva e s determinada por la naturaleza d e a m b o s adecuado. El sistema constituyentes, adoptado los cuales son por la A merican identificados por un Standards Association código para la identificación d e las características d e las piedras es el siguiente: 1) Prefijo opcional- D eno t a c o n especial precisión el tipo d e abrasivo u s a d o 2) Tipo d e abrasivo 3) T a m a ñ o d e grano 4) G r a d o 5) Estructura- Esto es n o r m a l m e n t e un n ú m e r o q u e indica la estructura d e la piedra (uso opcional) 6) Tipo d e aglutinante 7) Clave del fabricante para identificar el tipo exacto d e alguna otra identificación (uso opcional) 33 aglutinante o La Tabla 7 muestra un ejemplo del sistema d e identificación d e las piedras o m u e l a s para el rectificado d e rodillos de laminación d e aluminio. Tabla 7 Ejemplo del sistema d e identificación d e las m u e l a s d e rectificado AA 80 Gr 5 V 30 Aloxita G r a d o fino Grado Estructura Vitrificado Clave del Suave-Med Normal óxido d e Al Fabricante Los Estándares Británicos 4481, Parte 1, 1969, usan un sistema similar de identificación, el cuál es usado por la compañía Carborundum 4.1.2 Tipo d e A b r a s i v o Los dos materiales u s ados para el rectificado d e cilindros d e acero, óxido d e aluminio y carburo d e silicio, son designados por las letras “A ” y “C ”, respectivamente. El prefijo opcional p u e d e ser usado para información interna por los fabricantes para indicar la clase exacta del abrasivo. 4.1.3 T a m a ñ o del g r a n o Indica el n ú m e r o d e hilos por pulgada lineal d e la malla a través d e la cual h a n d e pasar los granos. Los t a m a ñ o s van n o r m a l m e n t e d e 4 0 (grueso) a 6 0 0 ( m u y fino). 34 4.1.4 G r a d o La fuerza del aglutinante para m a n t e n e r unidos los granos del abrasivo es designada por las letras A a la Z, e n orden decreciente d e resistencia. El grado no es equivalente en diferentes tipos d e aglutinantes. 4.1.5 Estructura La proporción d e abrasivo y aglutinante se designa por un número. M u e l a s d e n s a s e n las q u e las partículas d e abrasivo están m u y juntas e n relación con su t a m a ñ o d e grano tienen números separados en de relación con estructura su tamaño bajos. de Muelas grano se abiertas, con granos designan con números más de estructura altos. 4.1.6 Aglutinante El tipo d e material u s a d o está indicado por u n a letra. V (Vitrificado), S (Silicato), R (Hule), E (Shellac), O (Oxicloruro). 4.1.7 Clave del Fabricante (Opcional) Las m u e l a s de diferentes fabricantes o d e diferentes fábricas del m i s m o fabricante n o actúan necesariamente e n la m i s m a forma, a ú n c u a n d o estén m a r c a d a s con símbolos idénticos. E s importante remarcar los siguientes aspectos: a) Los constituyentes p u e d e n diferir a ú n siendo del m i s m o tipo. 35 b) El exacto significado d e los símbolos para t a m a ñ o de grano, grado y estructura varía d e un fabricante a otro. c) El procesamiento d e cada piedra p u e d e ser diferente. La selección d e la m u e l a d e p e n d e del trabajo requerido, c o m o la cantidad d e metal a desbastar y el tipo de pulido pretendido. Un grano grueso puede desbastar rápidamente, un grano fino p u e d e producir u n a superficie m u y pulida. S e logra m a y o r precisión d e rectificado con piedras vitrificadas, pero los a c a b a d o s m á s finos e n superficies cilindricas son logrados con aglutinantes orgánicos. Los aceros duros son m á s fácilmente d a ñ a d o s por el calor g e n e r a d o durante el rectificado q u e los aceros blandos. E n general, las muelas s u aves generan m e n o s calor q u e las m u e l a s duras. Sin e m b a r g o , entre m á s duro es el cilindro a rectificar, m á s suave es la m u e l a u s a d a y viceversa. Lo a g u d o d e los granos afecta la generación d e calor. Q u é tan a g u d o s p e r m a n e c e n los granos durante el rectificado, d e p e n d e d e las propiedades físicas c o m o la dureza del grano, del m o d o d e efectuar el rectificado y del m o d o procesada antes d e la operación de rectificado, 36 en q u e la m u e l a e s H a y 3 formas d e uso d e la muela: por desgaste del grano, por fractura del grano y por fractura del aglutinante. El efecto del desgaste del grano sin fractura n o es deseable p u e s se genera d e m a s i a d o calor debido a la formación d e u n a superficie d e m a s i a d o llana. El uso por fractura d e grano es aconsejable para m a n t e n e r u n a superficie d e corte en la piedra a g u d a y fría. La selección del grado d e b e basarse e n el costo m í n i m o del rectificado (o m á x i m a s producción) y no en el costo d e la m u e l a sola. C o m o ya se m e n c i o n ó anteriormente, hay 2 materiales d e particular interés para la rectificación, carburo d e silicio y óxido d e aluminio. El carburo d e silicio está dividido e n verde y en negro; son granos d e forma irregular y tienden a dejar profundas m a r c a s q u e son difíciles d e eliminar. El carburo d e silicio verde se r o m p e fácilmente con el impacto y generalmente n o es re c o m endable para rectificar porq u e los granos tienen la tendencia a introducirse e n la superficie del rodillo, lo cual se traduce e n perforaciones una vez q u e estos granos se desprenden. El carburo d e silicio negro se usa para rectificar y dar a c a b a d o a rodillos d e fierro colado o t e mplado y algunas veces se e m p l e a para obtener altos pulidos en rodillos d e acero, a u n q u e esto p u e d e dar lugar a p e q u e ñ o s rasguños (pintails). 37 El oxido d e aluminio no es angular y por lo tanto, tiende a arrancar m á s q u e a cortar el metal limpiamente. La marca del grano es más ancha y los lados no son redondeados. Para el m i s m o t a m a ñ o d e grano, el óxido d e aluminio d a u n a m a r c a m e n o s profunda q u e el carburo d e silicio y c o n s e c u e n t e m e n t e las imperfecciones como rasguños, vibraciones, m a r c a s e n espiral, etc. p u e d e n ser eliminadas m á s fácilmente. La acción d e bruñido lograda con el óxido d e aluminio, tiende a impartir un alto pulido a la superficie del rodillo, pero no d a el m i s m o grado d e reflexión q u e el obtenido con carburo d e silicio, el cual produce cortes con lados r e d o n d e a d o s y no disipa los rayos d e luz tanto c o m o las m a r c a s producidas por el óxido d e aluminio. Lo s tipos d e óxido d e aluminio usados por los fabricantes d e piedras d e rectificado p u e d e n clasificarse c o m o : friables (desmen u z a r e s ) , semi-friables y no friables. El óxido d e aluminio friable se r o m p e fácilmente por el impacto y es u s a d o para rectificar rodillos d e acero endurecido. Corta bien a todo lo largo de! rodillo, la rotura d e los granos no parece tener ningún efecto adverso sobre el contorno d e los rodillos. El óxido d e aluminio semi-friable se r o m p e con el impacto, pero requiere m u c h o m á s presión q u e el óxido friable. S e usa para rectificados e n d o n d e se d e s e a q u e el achatamiento del grano a y u d e al pulido y a reducir la profundidad d e las m a r c a s d e rectificado. El óxido d e aluminio no friable es duro y no se rompe, no d e b e ser n u n c a usado para rectificar p u e s es extraordinariamente difícil evitar q u e la piedra “q u e m e ” la superficie del rodillo 38 4.2 Líquidos Refrigerantes para rectificar La principal función de los líquidos refrigerantes son el enfriamiento y el mantenimiento d e las piedras d e rectificado. T a m b i é n tiene la misión d e arrastrar fragmentos del metal del cilindro y de los granos de la piedra y a y u d a a mejorar la superficie d e a c a b a d o del rodillo. Los líquidos refrigerantes a b a s e d e a g u a son u s a d o s para el rectificado d e rodillos, ellos se dividen e n emulsiones d e aceite soluble y en c o m p u e s t o s sintéticos (también conocidos c o m o líquidos refrigerantes químicos). Las c a u s a s d e generación d e calor durante el rectificado son: (a) C u a n d o los granos d e la piedra se achatan por fricción y no existe suficiente fractura d e los m i s m o s , (b) Ocurre c u a n d o se sueltan las partículas provenientes d e los granos del abrasivo o c u a n d o hay u n a retención d e partículas en los poros d e la piedra. Este f e n ó m e n o p u e d e reducirse por el uso de un fluido q u e evite q u e se suelde el material q u e se rectifica, (c) Ocurre c u a n d o el líquido refrigerante se deteriora y forma un sedimento. 4.3 Refrigerantes Q u í m i c o s Los refrigerantes químicos tales c o m o el Bryto Fluid N°5, surtido por G e r m Lubricants Limited Manchester, m e z clado con a g u a (80:1), proveen un fluido transparente q u e permite observar el trabajo d e rectificado mientras se realiza. El refrigerante n o d e b e dejar ningún residuo pegajoso. 39 4.4 Filtración Para la obtención d e a c a b a d o s finos, es esencial q u e el refrigerante esté libre d e partículas d e tal t a m a ñ o q u e p u e d a n producir m a r c a s indeseables. Antes d e q u e el líquido regrese al tanque, se ha establecido e n la práctica normal pasarlo por un separador magnético y a través d e un filtro para eliminar las partículas g e n e r a d a s durante el rectificado. A d e m á s , p u e d e n usarse filtros del tipo d e cartuchos e n un sistema by-pass para ¡a eliminación d e partículas m á s finas q u e las retenidas por el filtro del sistema. 4.5 P r o c e d i m i e n t o s d e Rectificado El rectificado involucra cuatro movimientos esenciales: 1) El rodillo gira en puntos o sobre c h u m a c e r a s 2) La piedra d e rectificado gira 3) La piedra se m u e v e hacia el rodillo o se aleja d e él 4) La piedra se mueve a través d e toda la longitud del rodillo, ya sea por movimiento d e la piedra o del rodillo. La exactitud del rectificado d e p e n d e d e las condiciones d e los centros tanto d e las m á q u i n a s c o m o d e los rodillos. D e b e n d e tener 60° y ser suficientemente largos para presentar adecuada superficie de apoyo, deben estar limpiosy lubricados. El centro del rodillo d e b e estar libre d e rebabas o polvo. 40 debidamente 4.6 Velocidad de piedra y rodillos La velocidad tangencial d e las piedras está generalmente restringida d e 1 7 0 0 m / m i n para rodillos p o c o pulidos, a 2 0 0 0 m / m i n para rectificado d e presión (5500 a 6 5 0 0 pies/min). E s m u y importante observar las instrucciones del fabricante concernientes a las velocidades d e la piedra. La velocidad del rodillo p u e d e ser ajustada para lograr u n a óptima relación, esto d e p e n d e hasta cierto punto d e la dureza del rodillo y del pulido requerido. En la G r a n Bretaña, las indicaciones sobre piedras abrasivas, requiere q u e velocidades r e c o m e n d a d a s sean puestas las en u n a placa fija a la máquina. C u a n d o la piedra p u e d e operarse a m á s de u n a velocidad, d e b e especificarse esta velocidad, y si la velocidad es variable, la placa d e b e tener la m á x i m a y m í n i m a velocidad d e trabajo. La m á x i m a velocidad nunca d e b e excederse. La fuente d e energía eléctrica q u e abastece a las rectificadoras, d e b e poseer un regulador d e voltaje y estar separada d e la alimentación a motores grandes. S e h a encontrado que para acabados en los que requiere baja corriente, pueden presentarse variaciones d e carga hasta del 1 0 0 % (si no se cuenta con el regulador), lo q u e se traduce e n dificultad para controlar la velocidad d e la piedra. 41 4.7 Traslación d e la Piedra En el rectificado de superficies plana, las velocidades en sentido transversal y longitudinal tienen gran efecto sobre la superficie en metales duros. C u a n d o se varían los 3 parámetros (presión, velocidad transversal y velocidad longitudinal), pero se mantiene el v o l u m e n del material desbastado constante, se h a visto q u e los mejores resultados se obtienen c u a n d o la velocidad transversal es un cuarto o un tercio del a n c h o d e la cara d e la piedra y c u a n d o la velocidad longitudinal es d e 15-17 m/min. Tratándose de un rectificado de rodillos, c u a n d o se varía la velocidad d e traslación o la velocidad del rodillo sobre o debajo d e los límites óptimos, el costo d e operación aumenta m u y mucho metal. rápidamente y d e b e tenerse e n cuenta c u a n d o h a y q u e desbastar Para operaciones normales de rectificado, la cantidad de metal desbastado es pequeña, 0.018 m m . Para esta operación la velocidad d e traslación es generalmente d e 2 tercios el a n c h o d e la piedra por u n a revolución del rodillo. 4.8 O b t e n c i ó n d e la C o r o n a La corona se logra en la superficie d e los rodillos con m á q u i n a s especiales para este tipo d e trabajos. Para contrarrestar el efecto negativo (cóncavo) q u e ocurre e n los laminadores d ú o s y cuádruplos, es usual rectificar los rodillos con una corona ligeramente positiva (convexa), lo suficiente para producir u n a línea paralela entre los rodillos bajo las condiciones d e laminado y la carga d e laminación. E n el c a s o d e los laminadores cuádruplos es m u y c o m ú n rectificar u n a corona ligeramente negativa. 42 Las máquinas parábolas rectificadoras desarrollan por m e d i o de reglas o de coronas levas. Los en forma muy mecanismos de aproximada a las levas son preferidos a los d e las reglas, porque s on m á s fáciles d e m a n t e n e r limpios, lo cual a y u d a a m a n t e n e r la exactitud del perfil buscado. El m e c a n i s m o adoptado por la N a x o n Unión, está b a s a d o e n u n a leva q u e baja o s u b e un brazo e n el q u e está m o n t a d a la piedra moviéndola de tal m a n e r a q u e la acerca o la aleja d e la superficie del rodillo rectificado. El movimiento m á x i m o d e la leva p u e d e ajustarse alterando la posición d e una manivela provista con u n a escala gra d u a d a para propósitos d e ajuste. Para coronas convexas el m e c a n i s m o es ajustado para proporcionar su m á x i m o acercamiento c u a n d o la m u e l a está e n los extremos del rodillo. C o m o la m u e l a se m u e v e a lo largo del rodillo, la leva gira lentamente y está e ng r a n a d a d e tal m a n e r a q u e logre la mitad d e u n a revolución c u a n d o la m u e l a se encuentre e n el centro del rodillo. E n esta posición el movimiento d e acercamiento d e la piedra hacia el rodillo será d e cero (cuando la leva está correctamente ajustada y gira 320° máximo). Para generar coronas cóncavas, la leva será d e un tipo tal q u e c u a n d o la piedra esté en los extremos del rodillo, el movimiento d e acercamiento será d e cero y c u a n d o se encuentre en m e d i o del rodillo se obtendrá el m á x i m o acercamiento. Sólo u n a leva d e cada diseño es necesaria para generar un amplio rango d e coronas parabólicas tanto cóncavas c o m o convexas. 43 Las variaciones en la presión de! laminado y el desarrollo d e coronas térmicas durante el proceso d e laminado tienden a producir deformaciones en los rodillos q u e se traducen e n variación d e espesor a través del a n c h o d e la cinta. 4,9 Preparación para Rectificado Antes d e q u e se m o n t e n los rodillos para ser rectificados d e b e n medirse los diámetros d e a m b o s rodillos y c o m p a r a r s e contra la tarjeta de control. La razón d e efectuar el rectificado d e b e ser averiguada y cualquier defecto localizado y examinado. El rodillo con el m e n o r diámetro o con el defecto m á s profundo d e b e ser rectificado primero y el c o m p a ñ e r o d e b e ser igualado en diámetro. El rodillo d e b e ser m o n t a d o d e tal m a n e r a q u e no q u e d e inclinado sino horizontal. Para un montaje preciso y rápido d e los rodillos en la rectificadora, es esencial q u e los centros estén nivelados y alineados paralelamente con la máquina. 44 5. T R A T A M I E N T O S T É R M I C O S El papel q u e juegan los tratamientos térmicos es d e fundamental importancia d a d o q u e generalmente constituye el último pa s o d e un procedimiento iniciado d e s d e la fabricación del lingote. La finalidad principal por la cual se imparten tratamientos térmicos a los productos d e papel d e aluminio, es d e darles el temple final o prepararlos para recibirlos en la etapa d e laminación. E n la m a y o r parte d e los casos se aplica un temple tipo “O ” q u e a y u d a a liberarlos del aceite d e laminación, el cual se manifiesta por residuos del mismo, generalmente localizados en la parte central del rollo d e s p u é s d e un tratamiento d e recocido mal aplicado, debido a fallas d e horno, etc. A d e m á s se imparten algunos recocidos parciales los cuales requieren diferencias d e temperatura m á x i m a s d e 10°C, d a d a s las características metalúrgicas del material. La necesidad por d e parte d e los clientes e n cuanto a calidad es d e u n a gran variedad, así se tiene q u e algunos requieren d e un determinado contenido d e “orejas”, grano fino, libre d e aceite residual, temple “O ”, tanto en aleaciones 1 2 0 0 c o m o en 3003. Las propiedades o características del metal están íntimamente relacionados con los recocidos por lo cual es m u y importante contar con un criterio q u e permita en un m o m e n t o d a d o tomar la decisión q u e beneficie al metal e n situaciones especiales d e problemas tales c o m o q u e n o s u b e la temperatura d e su copie, o q u e s u b e d e m a s i a d o u n a zona, gran diferencia d e temperaturas entre copies, etc. 45 Otro factor importante lo constituye el h e c h o d e recocer materiales d e aleaciones 1 2 0 0 y 3003, cuyos comportamientos s on diferentes bajo igualdad d e condiciones d e recocido. Los riesgos q u e corren al introducir un material al horno por el h e c h o d e no contar con u n a supervisión y operación a d e c u a d a se r e s u m e n en la Tabla 8. Tabla 8 Posibles defectos producidos en la etapa d e tratamiento térmico CAUSA DEFECTO G r a n o grande T e m p e r a t u r a excesiva (mayor a 380°C) Bloqueo T i e m p o excesivamente largo d e reposo y total M a n c h a azul T e m p e r a t u r a excesiva (mayor d e 400°C) M a n c h a café T e m p e r a t u r a baja ( m e n o r d e 340°C) Fuera d e temple Diferencia d e temperatura Aceite residual Horno Humeado Distribución d e carga inadecuada Afortunadamente e n todos los casos se cuenta con m e d i d a s q u e p u e d e n aliviar e n gran porcentaje dichos defectos. 46 E l r e c o c i d o d e foil d e a l u m i n i o p e r s i g u e d o s ob je tiv o s : 1) Obtener las propiedades me c á nicas requeridas. 2) Eliminar el aceite d e la superficie del metal. Este e s el factor q u e generalmente controla la operación d e recocido; el aspecto metalúrgico juega u n papel secundario. N u n c a e s fácil la eliminación del aceite sin afectar la superficie, d e m a n e r a q u e u n a práctica incorrecta d e recocido p u e d e conducir a los siguientes problemas:: a) Aceite Residual. Definido c o m o excesivo residuo d e aceite d e s p u é s del recocido, este problema no p u e d e ser tolerado ya q u e afecta a la adhesión d e tintas, lacas y pegamentos. b) Foil pegajoso. del aceite d e Característica c a u s a d a por la degradación d e c o m p o n e n t e s laminación debido a la temperatura de recocido. Esta característica afecta al “desenrollado” del foil. c) Ampollas. C a u s a d a s por la excesiva presión d e vapor del aceite e n áreas localizadas, resultando e n la deformación del foil. C o n frecuencia estas ampollas se confunden con desenrollado al foil provoc a n d o deforman el defecto anterior (b), ya q u e bolsas. La s durante el ampollas son indeseables sólo c u a n d o son grandes ya q u e p u e d e n causar arrugas e n la operación subsiguiente. 47 d) V e n a s . Deformaciones en el rollo debido a diferencias gran d e s de temperatura en diferentes z o n a s d e un m i s m o rollo (choque térmico). e) B l o queos. C u a n d o las temperaturas d e recocido son altas, las presiones d e vapor localizadas en z o n a s específicas son m u y severas hasta el grado d e bloquear el metal, f e n ó m e n o q u e impide d e s e m b o b i n a r el rollo. Para entender ¡os factores q u e provocan los defectos anteriores y lograr u n a práctica d e recocido c a p a z d e producir foil q u e satisfaga las características del cliente se d e b e analizar el m e c a n i s m o por e! cual el aceite es evaporado y removido del foil. La evaporación del aceite entre dos hojas de aluminio puede asemejarse a la evaporación d e un líquido dentro d e un recipiente con salida restringida. A s u m i e n d o un comportamiento ideal de la mezcla d e hidrocarburos, la cantidadd e vapor Y H d e un c o m p o n e n t e individual H en equilibrio con el líquido en un m o m e n t o d a d o X7Tr (XH)(PH) Y H = ^ P ^ Donde: Y H = Fracción molar d e H en el vapor X H = Fracción molar d e H en el liquido P H = Presión d e vapor d e H a la temperatura d e equilibrio. P = P r e s i ó n to tal d e la f a s e v a p o r. 48 es: (2) 5.1 Temperatura de recristalización La temperatura de recristalización es una función de tiempo y temperatura principalmente, por lo q u e sólo tiene significado hablar d e ella c u a n d o se especifican las condiciones bajo las qu e se efectúa este proceso. G e n e r a l m e n t e la temperatura recristalización se refiere a aquella a la cual se efectúa la recristalización d e s p u é s d e u n a hora. La recristalización ocurrirá a m á s baja temperatura si el tiempo se prolonga. La Figura13 muestra las etapas del proceso d e recristalización. Los elementos aleantes o impurezas a u m e n t a n ¡a temperatura d e recristalización, c o m o !o muestra !a Figura 14. -? ♦Vr / V v AV jp b ^ í. 1 - i V Á t ' 'í ’ F v * - f ■J, >-.Js ■v i -3 A íi ^ rs * r\ - Etapa 1 -f * / < M i Etapa 2 Fig. 13. E t a p a s d e p r o c e s o d e r e c r is t a li z a c i ó n . 49 Etapa 3 P o r c iento d e aleante F I G U R A 14. Temperatura de recristalización en función del % d e aleantes Entre más deformado esté un metal el tamaño de grano resultante de la recristalización será menor. D e m a n e r a q u e hasta cierto punto, ei t a m a ñ o d e g r an o p u e d e ser controlado por la cantidad d e trabajo en frío aplicado ai metal. 5.2 Recocido El recocido es un tratamiento térmico a elevada temperatura cuyo principales objetivos son el suavizar el metal y eliminar las tensiones residuales. E n productos trabajados, la temperatura d e recocido generalmente es m á s alta q u e la temperatura d e recristalización. El recocido es m u y a m p l i a m e n t e usado. 50 5.3 Aleaciones n o tratables t é r m i c a m e n t e U n tratamiento satisfactorio d e recocido para aleaciones d e alta pureza, c o m o 1100, 5 0 5 2 y 5456, consiste en u n a hora d e reposo a 3 4 3 ° C ± 8°C. Este tratamiento es suficiente para eliminar los efectos d e endurecimiento por tensiones c a u s a d a s por el trabajo en frío. Sin embargo, las aleaciones 3003, 3 0 0 4 y aleaciones d e alta pureza tiene una estructura de grano fino. Para otras aleaciones la velocidad de calentamiento n o es tan importante. El tiempo d e recocido d e p e n d e de: 1) Tipo d e recocido, 2) E s p e s o r del metal, 3) M é t o d o d e carga del horno, 4) Temperatura d e recocido. Normalmente, el tiempo varía d e m e d i a hora a dos horas. Las aleaciones con m a g n e s i o tales c o m o el 5052, 5 4 5 6 y 5 0 8 3 no d e b e n calentarse arriba d e 370°C, debido a q u e la rápida oxidación del m a g n e s i o causa m a n c h a s en la superficie. E n términos generales, es mejor enfriar las aleaciones no tratables térmicamente al aire, sin forzar o acelerar el enfriamiento, p u e s esto c ausa tensiones indeseables. 5.4 Aleaciones tratables t é r m i c a m e n t e El objeto d e recocer estas aleaciones es eliminar los efectos del trabajo e n frío y precipitar los constituyentes disueltos durante el proceso. U n tratamiento d e 1 h a 3 3 8 - 3 4 9 ° C generalmente es suficiente para eliminar las tensiones del trabajo e n frío. Para la precipitación d e los constituyentes disueltos, el proceso es m á s complejo. 51 5.5 Tipos de Recocidos E n la fabricación d e productos trabajados d e aluminio h a y 3 tipos d e tratamiento d e recocido normalmente usados. a) Recocido d e cinta (después del laminado en caliente) b) Recocido intermedio c) Recocido final 5.5.1 R e c o c i d o d e cinta Este tratamiento se da a la cinta d e aluminio inmediatamente antes del laminado e n frío para eliminar las tensiones provocadas por el laminado e n caliente. Esto a y u d a a tener u n a estructura m á s h o m o g é n e a me j o r an d o la calidad del laminado e n frío. 5.5.2 R e c o c i d o intermedio D e s p u é s d e 50 a 75 % d e reducción en frío s e d a un recocido intermedio para suavizar el aluminio antes d e someterlo a m á s trabajo e n frío. 52 5.5.3 Recocido final H a y d o s tipos d e recocido final para producir e n temple s u a v e o temple “O ”. Estos son a) El recocido por flash, b) El recocido largo. El recocido por Flash consiste e n pasar la b a n d a d e aluminio a través d e un horno continuo q u e tiene un enrollador y un desenrollador. C o n este tipo d e recocido se tiene un t a m a ñ o d e grano fino debido a la alta velocidad d e calentamiento. El recocido largo o en “rollo”, produce por su calentamiento m á s lento un t a m a ñ o d e grano mayor. A l g u n o s productos se recuecen totalmente y d e s p u é s se obtiene un temple por trabajo mecánico. Los 4 temples típicos obtenidos d e esta m a n e r a se d e n o m i n a n c o m o H-12, H-14, H 1 6 Y H18, q u e corresponden a un cuarto, medio, tres cuartos y totalmente duro. 5.6 Tra tamientos d e R e c u p e r a c i ó n S e llaman tratamientos d e recuperación a aquellos q u e se d a n a metales endurecidos a temperatura debajo d e la d e recristaiización. L os 3 m á s importantes tratamientos d e recuperación son: 1) Relevado de tensiones, 2) Estabilización y 3) Recocido parcial. 5.6.1 R e l e v a d o d e tensiones Este tratamiento se aplica a productos d e aluminio trabajados e n frío para relevar tensiones internas, sin llegar a la recristalización. tratamientos generalmente fluctúan entre 1 7 7 y 260°C. 53 Las temperaturas para estos 5.6.2 Estabilizado Este tratamiento se aplica sólo a las aleaciones con magnesio no tratables térmicamente tales c o m o la 5356, 5 0 8 3 y 5086. Estas aleaciones son las m á s duras dentro d e las no tratables térmicamente, debido a q u e tienen grandes tensiones internas. Estas tensiones hacen inestables a estas aleaciones y tienden a perder su dureza con el tiempo. La precipitación del m a g n e s i o es ia principal c a u s a d e inestabilidad. Para evitar la inestabilidad las aleaciones reciben un la tratamiento estabilizador d e sus propiedades mecánicas, d e n o m i n a d o s H-32, H-34, H - 3 6 Y H-38. 5.6.3 R e c o c i d o Parcial Las aleaciones totalmente endurecidas por trabajo m e c á n i c o son recrista! izad as hasta obtener las propiedades deseadas. Estos temples se designan por H-22, H24, H 2 6 y H-28. 5.7 Factores q u e afectan la estructura del g r a n o E n la m a y o r parte d e los casos, es deseable tener un producto con un t a m a ñ o d e grano m e d i o a fino. El grano grande es indeseable para troquelados y f o r m a d o s por su deformación n o uniforme, a d e m á s de que naranja”. 54 su a c a b a d o presenta “cascara d e 5.8 Productos Trabajados en Frío Los productos trabajados en frío son aquellos q u e en las últimas fases del proceso la temperatura d e trabajo es cercana a ia temperatura ambiente. Estos productos incluyen: Lámina, foil, alambre, tubo y extrusiones por impacto. El control del t a m a ñ o d e grano es m u c h o m á s fácil d e obtener q u e en trabajo en caliente. La m a y o r parte d e los efectos del trabajo en caliente s o n e n m a s c a r a d o s por el subse c u e n t e trabajo en frío. Los principales factores q u e afectan la recristalización y c o n s e c u e n t e m e n t e el t a m a ñ o d e grano son: a) t a m a ñ o original del grano, b) cantidad d e deformación por el trabajo en frío, c) velocidad de calentamiento durante el tratamiento térmico, d) temperatura d e recocido, tiempo de recocido y composición química. a) T a m a ñ o original d e grano. E n general entre m a y o r es el grano original, m a y o r será el grano del producto final. b) Cantidad d e d e f o r m a c i ó n por el trabajo e n frío. C o m o se ha dicho varias veces, esto es un factor m u y importante, entre m a y o r es la deformación, m e n o r será el tamaño de grano. El porcentaje mínimo de deformación para permitir la recristalización es del orden del 1 a 2 % . U n porcentaje d e deformación d e 3 a 2 5 % , producirá un t a m a ñ o d e grano d e s p u é s d e la recristalización; este rango crítico deberá evitarse, deform a n d o el metal m á s allá d e estos valores, sabiendo q u e entre m a y o r sea la deformación, m e n o r será el t a m a ñ o d e grano. 55 c) V e l o cidad d e calentamiento d u r a n t e el tratamiento térmico. La influencia d e la velocidad d e calentamiento sobre el t a m a ñ o d e grano es un factor tan importante q u e en algunos casos tiene m a y o r efecto q u e la cantidad d e trabajo e n frío. E n general, entre m a y o r sea la velocidad d e calentamiento m e n o r será el t a m a ñ o d e grano. d) T e m p e r a t u r a d e recocido. Las altas temperaturas favorecen el crecimiento del grano especialmente e n aleaciones puras, e n gigante”. 56 donde pueden presentarse “G r a n o 6. C O N C L U S I O N E S El proceso de comentan sólo laminación d e foil d e algunos aspectos aluminio es complejo y e n este trabajo se del m i smo. simultáneamente la presión de laminador en En este proceso los rodillos así c o m o intervienen la cantidad y temperatura del lubricante. Otro aspecto importante es la corona del rectificado q u e da c o m o resultado un perfil e n el foil y q u e tiene q u e ver con la planicidad del m i s m o . La tensión del enrollador y desenrollador así c o m o el control automático del espe s o r son también factores importantes del proceso. El control del molino permite modificar la condición d e la planicidad d e la hoja d e foil. El sistema basculante sirve para evitar la forma d e c u ñ a e n el perfil de! foil, así c o m o modificar la corona d e los rodillos y por e n d e el del foil. G e n e r a l m e n t e se prefiere u n a corona negativa e n los rodillos q u e se traduce e n u n a corona positiva en el foil. El análisis d e los defectos e n el foil e m p i e z a con el conocimiento d e las condiciones d e la lámina previa al stock para ¡as bobinas d e foil. Este trabajo hace alusión a las características m á s importantes d e dichos defectos. 57 D e n t r o d e las e t a p a s críticas d e p r o c e s o d e l a m i n a c i ó n del foil s e e n c u e n t r a la e t a p a final d e reco c i d o lo cual hace delic a d o y costoso cualquier error al realizar e s t e tratamiento térmico. A l g u n o s d e f e c t o s q u e s e p r o d u c e n e n e s t a e t a p a s o n m a n c h a s cafés o azules g e n e r a d a s más p o r c o n t a m i n a c i ó n del aceite d e laminación, p o r aceites p e s a d o s , p o r los fluidos del s i s t e m a hidráulico y d e lubricación, p r i n c i p a l m e n t e p o r las c h u m a c e r a s d e los rodillos d e a p o y o y trabajo. F i nalmente, e n este trabajo s e h a n m e n c i o n a d o a l g u n a s variables q u e intervienen e n el p r o c e s o de laminación; sin embargo, hay otras o p e r a c i o n e s que también son i mpor t a n t e s c o m o son: L a s e p a r a c i ó n (en la m á q u i n a s e p a r a d o r a ) , corte, d o b l e t e a d o ( c u a n d o n o s e c u e n t a c o n m o l i n o d e l a m i n a c i ó n e n p a q u e t e o doble) filtrado d e aceite d e laminación, etc. L a fundición del metal, a u n q u e n o e s t e m a d e e ste trabajo; e s i m p o r t a n t e m e n c i o n a r q u e : E s m u y c o n o c i d o p o r los f u n d i d o r e s d e aluminio q u e las a l e a c i o n e s f u n d i d a s d e aluminio tienen d o s características inherentes: la t e n d e n c i a hidrógeno, y la habilidad d e o x i d a r s e r á p i d a m e n t e . S e una aleación de aluminio se funde reacciona f o r m a n d o películas d e ó x i d o s d e alum i n i o A I 2 0 3 58 con para absorber gas de ha d o c u m e n t a d o que cuándo la a t m ó s f e r a o la humedad, Las películas de aluminio son p r o t e g e n el m e t a l d e b a j o d e movimiento constante del una parte intrínseca la película d e metal durante infinidad d e películas d e l g a d a s d e óxidos, del proceso de fusión; ellos la oxidación adicional. Si n e m b a r g o , el llenado de los moldes, puede el cre a r q u e al r o m p e r s e p o r la corriente del m e t a l s e d i s p e r s a n e n la c a v i d a d del m o l d e c r e a n d o p e q u e ñ o s d e f e c t o s q u e n o r m a l m e n t e s o n d e s c u b i e r t o s al m a q u i n a d o d e las p i e z a s o e n a l g u n o s c a s o s c u a n d o la olla n o fue debidamente desescoriada la inclusión es visible e n la superficie d e la pieza. La eliminación d e i m p u r e z a s n o metálicas del b a ñ o fundido e s d e i m p o r t a n c i a e s e n c i a l e n cualquier o p e r a c i ó n d e la fundición. H a y n u m e r o s a s referencias técnicas tratadas c o n tecnologías p a r a la evaluación, análisis, eliminación, y p a r a la s e p a r a c i ó n d e impurezas. Sedimentación, técnicas c o m u n e s que flotación, se usan la filtración, desgasificado y fundentes estas son p a r a quitar y s e p a r a r inclusiones d e la a l e a c i ó n d e aluminio fundido. C u a l q u i e r a d e e s t a s técnicas ten d r á u n i m p a c t o e n la limpieza d e metal. P a r a el c a s o e n particular d e la s e p a r a c i ó n d e las inclusiones e n el s i s t e m a d e c o r r e d o r e s el u s o d e filtros e s has t a a h o r a el c a m i n o utilizado. El filtro d e e s p u m a c e r á m i c a e s c o n s i d e r a d o c o m o el m a s efectivo p a r a a l u m i n i o e s d e 3 dimensiones con p o r o s i d a d e s esféricas in t e r c o n e c t a d a s entre si q u e u n a filtración profunda. 59 promueven Estos pr o du c to s p r o v e e n u n a filtración superior c o m p a r a d a con las otras o p c i o n e s p a r a el m o l d e , r e d u c e n la turbulencia y p r e v i e n e n el a t r a p a m i e n t o d e aire c u a n d o el metal pasa a través de ellos eliminado la posibilidad de reoxidación, como lo e v i d e n c i a n los e x p e r i m e n t o s d e m o d e l a j e c o n a g u a . L a red d e p o r o s e n el filtro d e e s p u m a c r e a u n s e n d e r o tortuoso (figura 3) p o r el cual el m e t a l f u n d i d o d e b e fluir. Est o h a c e el s e n d e r o tortuoso esencial p a r a s e p a r a r las partículas p e q u e ñ a s . L o s óxid o s i m p r e g n a n las p a r e d e s del filtro d o n d e p u e d e n a t r a p a d o s p o r f u e r z a s m e c á n i c a s d e a t r a p a m i e n t o y fricción. 60 se r 7. B I B L I O G R A F Í A 1. Artículo técnico de Kuniaki MATSUI, Research Department. Aiuminum & C o p p e r División. K o b e l c o T e c h n o l o g y R e v i e w N ° 1 2 Oct. 1 9 9 1 2. I n f o r m a c i ó n d e A L C A N A L U M I N I O , S.A. D E C. V . M É X I C O ; s o b r e rectificado d e rodillos de Acero de apoyo y trabajo, para el laminado de Foil artículo confidencial p a r a u s o interno d e plantas del grupo. 1 9 9 3 3. T h e A i u m i n u m Assoc i a t i o n 9 0 0 19th Street, N . W . W a s h i n g t o n , D . C . First Edition J u n e 1 98 9 . 4. American S o c i e t y for Metals. M e t a l s E n g i n e e r i n g Institute M e t a l s Park, O h i o . William F. Smi t h , P h D . P r o f e s s o r Florida T e c h n i c a l University. 1 9 7 9 5. ALCAN ALUMINIO, S.A. V í a M o r e l o s 3 4 7 ( k m 1 8 ) , Tulpetlac, E d o . 1980. 61 De México.