Page 12 - MetalForming Magazine Mexico Primavera 2022

La ciencia de la formación Por Daniel J. Schaeffler, Ph.D.
No Pase por Alto la Superficie
Imagine este escenario: Para un estampador en metal pueden pasar meses sin que
cuantifica la interacción local entre la lámina metálica, la superficie del herramental y el lubricante. Un tipo, una canti- dad o la distribución diferente de lubricante cambiarán el flujo del material. Cuando surgen problemas de calidad y, suponiendo que el estampador no ha cambiado el lubricante,
se presente algún problema,
pero de pronto empieza a experimentar una tasa del 20
por ciento de chatarra en algunos de los envíos. Las condiciones de estampado no
han cambiado debido a que la fábrica ha seguido usando el mismo tipo de preparación para las matrices, calibración y tonelaje. Las propiedades YTE (Elongación y Fuerza a la tensión y a la fluencia) en las certificaciones del metal continúan cumpliendo con la especificación solicitada, dejando a la compañía con cierta dificultad para resolver el problema.
Con frecuencia, un estampador en metal confiará solo en la fuerza de flu- encia, la fuerza de tensión y la elon- gación indicadas en los certificados del metal—un error común debido a que la muestra utilizada para generar las propiedades certificadas se obtiene del extremo final de una bobina de 20 toneladas y de una milla de largo.
Danny Schaeffler, tiene 30 años de experiencia en materiales y aplica- ciones, es co - fundador de 4M Partners, LLC y fundador y presidente de Engineering Quality Solu- tions (EQS). EQS brinda asistencia para aplica- ciones de producto a compañías de materiales
y de manufactura; 4M enseña los fundamentos y detalles prácticos sobre las propiedades de mate- riales, 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 Bal- timore, 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
Fig. 1—Picos y valles en las superficies de la lámina metálica.
Dependiendo de los requerimientos del pedido, la acerera puede realizar una sola prueba de tensión de una colada de 300 toneladas, de la cual se produjeron 15 bobinas, todas ellas procesadas en diferentes tiempos y bajo diferentes condiciones.
Yo les recomiendo a los estam- padores enviar una parte de muestra, obtenida del área que presenta el prob- lema, para que sea puesta a prueba en un laboratorio acreditado y experimen- tado en llevar a cabo pruebas en lámina metálica. Cuando se presenten rajaduras, haga pruebas por algo más que las YTEs—verifique también la elongación uniforme y el valor-n, que se obtiene durante una prueba están- dar y que se determina con la curva del esfuerzo por estrés. La prueba del valor-R, con la cual se puede incurrir en un costo adicional, puede demostrar valer la pena si la pieza asemeja una taza de embutido profundo y si usted cuenta con una referencia de lo que típicamente recibe.
Las propiedades de tensión repre- sentan solo un
componente
del sistema de
el método de dilución o de dispersión, se debe revisar que no haya boquillas obstruidas o mal dirigidas. En la may- oría de los casos, el derrame de más lubricante solo crea desorden y des- perdicia tiempo y dinero.
Superficie de la Lámina
Con frecuencia los estampadores pasan por alto la influencia que tiene la superficie de la lámina metálica en el flujo de material. Cuando se ve a simple vista, la superficie frecuente- mente se ve plana y lisa. Una magnifi- cación puede mostrar algo diferente, revelando la presencia de picos y valles. (Fig. 1).
Podemos caracterizar las superficies de la lámina metálica con varios parámetros, con una aspereza prome- dio (Ra) y una cantidad de picos (PC) como lo mayoritariamente común. Para simplificar, considere al Ra como la altura de los árboles en un bosque y la PC como el número de árboles. Los cambios en el Ra y la PC conllevan a cambios en la interacción entre la pieza
ABC
Fricción Alta Fricción Alta Fricción Baja
10 MetalForming/Primavera 2022
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conformado
que afecta el
éxito en el estampado. La
fricción carac-
teriza la facili-
dad de flujo del material y fricción.
Fig. 2—La aspereza de la lámina metálica y de la superficie del herra- mental y el conteo de picos deberá ser diferente para minimizar la