Práctica 3 Trabajo en frío

Práctica 3
Trabajo en frío
Objetivo
Determinar el efecto del trabajo en frío, sobre la dureza de los metales metálicos.
Preguntas detonantes
1. ¿Por qué consideras que es de suma importancia para los ingenieros conocer los procesos de
trabajo en frío y trabajo en caliente?
2. ¿Qué criterios tomarías en cuenta antes de decidir utilizar el trabajo en frío o el trabajo en
caliente?
3. ¿Cuáles las principales maquinarias que se utilizan para llevar a cabo el trabajo en frío?
Fundamento teórico
Los procesos de deformación plástica de los metales se pueden realizar a distintas temperaturas
dependiendo del tipo de material, tolerancias, acabado superficial, entre otras. La temperatura a la
cual hay que trabajar depende del tipo de material y no hay una temperatura en valor absoluto que
marque la frontera entre frío y caliente; por ejemplo una temperatura de 400° C en acero puede ser
trabajo en frío, en aleaciones de aluminio puede ser trabajo en caliente. La diferencia entre trabajo en
frío y caliente no depende de una temperatura en concreto si no de la temperatura de re cristalización
(Rodríguez y Castro, 2006).
Cuando el proceso se realiza por debajo de la temperatura de re cristalización el material sufre un
proceso de endurecimiento por deformación plástica, incrementándose su resistencia. Sin embargo si
se hace por encima de la temperatura de re cristalización, no se aprecian cambios en las propiedades
mecánicas. Cualquier endurecimiento producido por la deformación plástica es inmediatamente
eliminado por efecto de la temperatura mediante un proceso de re cristalización (Ídem).
De acuerdo Schey (2002), existe una serie de ventajas y desventajas en los trabajos fríos y calientes
que se presentan a continuación:
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Ventajas del trabajo en frío:

Mayores precisiones, tolerancias más estrechas.

Mejor acabado superficial.

Incrementa la resistencia y la dureza.

Direccionalidad de las propiedades mecánicas.

Se logran mayores velocidades de producción.
Desventajas del trabajo en frío:

Se requiere aplicar precisiones mayores que en el trabajo en caliente.

Se requiere mayor potencia y por consiguiente equipos más grandes.

Mientras más dúctil sea el metal, menos podrá trabajarse en frío.

Se deben verificar las superficies de los metales que estén libres de suciedad antes de
comenzar el trabajo en frío.
Ventajas del trabajo en caliente:

Se pueden obtener mayores deformaciones.

Menor trabajo para la deformación (máquinas más pequeñas).

Disminuye el riesgo de fractura.

No existe un endurecimiento del material.
Desventajas del trabajo en caliente:

Existe una rápida oxidación.

Produce óxidos no deseables para las superficies del metal.

Existen cambios dimensionales durante el proceso de enfriamiento.

Se produce un alto consumo energético.
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El siguiente apartado contiene imágenes del material y equipo que se utilizará durante la práctica
3.
Material y equipo
Probeta de metal aluminio, cobre y
Martillo
acero 1018, 1045, 1010,4140 de 0.5”
de longitud.
Equipo de seguridad
Pinzas
Durómetro portátil Rockwell
Yunque
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Procedimiento
Resultados esperados
Que los alumnos al utilizar el durómetro portátil Rockwell, sean capaces de determinar el nivel de
dureza que presentan los materiales antes y después del trabajo en frío.
Propuesta para el reporte del alumno
1. Presentar la siguiente tabla con los resultados de la práctica
Tabla 3. Dureza inicial y final.
Material
Dureza inicial
Dureza final
Variación
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2. Elaborar una gráfica que muestre los resultados obtenidos comparando la dureza inicial y final:
Gráfica de dureza inicial vs dureza final.
Investiga y responde el siguiente cuestionario:
a) Menciona de qué factores depende el endurecimiento por trabajo en frío de los metales.
b) ¿Qué efecto tiene el trabajo en frío en los granos del metal?
c) ¿Qué efecto tiene el trabajo en frío en la estructura cristalina del metal?
d) ¿Cómo afectan las impurezas del metal al trabajo en frío?
Conclusiones:
Bibliografía
Castro, L., Del Real, J. C., & Rodríguez, J. (2006). Procesos Industriales para materiales metálicos.
Madrid, España: Vision Net.
Schey, J. (2002). Procesos de manufactura. México: McGraw Hill.
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