Page 8 - MetalForming Fall 2019

La Ciencia del Conformado
Por: Daniel J. Schaeffler, Ph.D.
Conozca sus Metales – Terminología de Aleaciones con Aluminio
Las aleaciones con aluminio son categorizadas por medio de un código de cuatro dígitos. El primer dígito indica el (los) elemento(s) prin- cipal(es) de aleación con el aluminio para producir la calidad específica. Los productos que cuentan con el mismo primer dígito son considerados de la misma serie o familia, descritos con un número seguido de tres ceros o “X”s, como son los aluminios de la serie 5000 o serie 6XXX. Dentro de las mismas series, los productos comparten carac- terísticas y aplicaciones básicas.
Las latas de bebidas representan la aplicación de mayor volumen para las aleaciones con aluminio de la serie 3XXX, que usan el manganeso como el ele- mento principal de la aleación. Los man- ufactureros producen 200 mil millones de latas de sodas y de cervezas cada año – más de 6000 cada segundo. En la forma de lámina, los metales usados para pro- ducir latas no son inherentemente de alta resistencia, sin embargo, el proceso de embutido y laminado de las paredes que se usa en la fabricación de latas
Danny Schaeffler, tiene 30 años de experiencia en materiales y aplicaciones, es co - fundador de 4M Partners, LLC y fundador y presidente de Engineering Quality Solutions (EQS). EQS brinda asistencia para aplicaciones de producto
a compañías de materiales y de manufactura; 4M enseña los fundamentos y detalles prácticos sobre las propiedades de materiales, tecnologías de conformados, procesos y solución de problemas necesarios para conformar componentes de alta calidad. Schaeffler, quien también trabajó 10 años en la empresa LTV Steel Co., obtuvo su título en Ciencias de Materiales e Ingeniería en la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, MD, y sus títulos de Maestría en Ciencias y Doctorado de Filosofía en Ingeniería de Materiales en la universidad Drexel en Filadelfia, PA.
Danny Schaeffler
Tel. 248/667-8335
Correo-e: ds@eqsgroup.com o Danny@learning4m.com
incrementa la resistencia a la vez que reduce el grosor hasta aproximadamente 0.1 mm. (Hecho curioso: la carbonación incrementa la presión interna de las latas para bebidas – cuando se apilan en los exhibidores de las tiendas, no se colap- san. Incluso se dice que cuatro empaques de seis pueden soportar el peso de un vehículo de 2-ton.)
El magnesio es el principal elemento de aleación en los aluminios de la serie 5XXX. Los metales en esta serie ofrecen una buena combinación de resistencia y formabilidad. Sin embargo, los may- ores niveles de resistencia introducen un riesgo creciente de corrosión, espe- cialmente a medida que aumenta la temperatura. Los metales de la serie 5XXX pueden formar líneas Lüders durante el proceso de deformación, lo que elimina su uso en aplicaciones expuestas. (Otro hecho curioso: Un ter- cio de la producción global de magnesio se usa para aleación con aluminio.)
El aluminio de la serie 6XXX usa una combinación de magnesio-silicón como elementos principales de la aleación. Como en los de la serie 5XXX, existen las combinaciones de formabilidad y de resistencia, pero en este caso la cal- idad de la superficie expuesta puede producirse sin riesgo de Lüders o de otras bandas que afecten la apariencia.
Los calibres de la serie 7XXX cuen- tan con algunas de las aleaciones con aluminio de mayor resistencia, pero típicamente no ofrecen una buena formabilidad a temperatura ambiente. El estampado exitoso puede requerir conformado a temperaturas de, o supe- riores a, 200° C. Estos productos son generalmente remachados en lugar de ser soldados, a causa del riesgo de agri- etamiento de la soldadura por un alto rango de temperatura de solidificación. Además de tener zinc como el elemen- to principal de la aleación, algunos cal- ibres contienen una combinación de magnesio y de cobre.
Ambas aleaciones, las de las series 6XXX y 7XXX se vuelven más resistentes después de recibir tratamiento térmico. Esto permite el estampado de un pro- ducto de baja resistencia, que, con el procesamiento posterior, se convierte en un producto con mayor resistencia para aplicaciones industriales. Por ejemplo, en aplicaciones automotrices, los de calidad 6XXX adquieren propiedades totales después del estam- pado seguido por un ciclo de horneado de pintura (curado) de aproximada- mente 185° C por 20 minutos.
Un sistema eficiente de recuperación de chatarra maximiza la rentabilidad de las piezas conformadas con estos
Rango Químico de Aleaciones de Aluminio Seleccionadas (los valores son en porcentaje de peso)
Aleación
Manganeso
Magnesio
Silicón
Hierro
Cobre
Zinc
3004
1.0 -1.5
0.8 - 1.3
0.30 max
0.70 max
0.25 max
0.25 max
5754
0.5 max
2.6 - 3.6
0.40 max
0.40 max
0.10 max
0.20 max
5182
0.2 - 0.5
4.0 - 5.0
0.20 max
0.35 max
0.15 max
0.25 max
6016
0.20 max
0.25 - 0.6
1.0 - 1.5
0.50 max
0.20 max
0.20 max
6111
0.1 - 0.45
0.5 - 1.0
0.60 - 1.1
0.40 max
0.50 - 0.90
0.15 max
7075
0.30 max
2.1 to 2.9
0.40 max
0.50 max
1.2 – 2.0
5.1 – 6.1
6 MetalForming/Otoño 2019
http://mexico.pma.org/magazine
Cortesía de la Asociación del Aluminio