Procesos de fabricacin

Procesos de fabricacin1

El estudio de los procesos de manufactura proporciona una base para los conocimientos avanzados de manufactura integrada por computadora.

Los ingenieros industriales deben comprender las ventajas y limitaciones que ofrece el maquinado convencional contra el maquinado automatizado, con el objetivo que los ingenieros sean competitivos y productivos en la industria. 2

UNIDAD 1. Proceso de Obtencin del Hierro y del Acero

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Hierro Elemento qumico, smbolo Fe, nmero atmico 26 y peso atmico 55.847. El hierro es el cuarto elemento ms abundante en la corteza terrestre (5%). Es un metal maleable, tenaz, de color gres plateado y magntico.

El uso ms extenso del hierro (fierro) es para la obtencin de aceros estructurales; tambin se producen grandes cantidades de hierro fundido y de hierro forjado. Entre otros usos del hierro y de sus compuestos se tienen la fabricacin de imanes, tintes (tintas, papel para heliogrficas, pigmentos pulidores) y abrasivos.

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Proceso Tecnolgico de la obtencin del hierro de 1 fusin

Metalurgia extractiva: Produccin del hierro y el acero En la actualidad, el acero, una forma purificada del mineral del hierro, se ha convertido en uno de los servidores ms tiles de la humanidad. La naturaleza proporcion las materias primas como son: mineral de hierro, el carbn mineral y la piedra caliza y el ingenio humano lo convirti en un incontable nmero de productos. El acero puede hacerse lo suficientemente duro, plegable, flexible o lo bastante fuerte. Puede estirarse o usarse para fabricar vigas gigantescas para construir edificios y puentes. 5

Fabricacin del arrabio (hierro de primera fundicin)

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Diagrama general de la fusin primaria del hierro

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Principales minerales extrados del hierro Hematita (mena roja) 70% de hierro Magnetita (mena negra) 72.4% de hierro Siderita (mena caf pobre) 48.3% de hierro Limonita (mena caf) 60-65% de hierro

Para la produccin de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales:1. Mineral de hierro 2. Coque 3. Piedra caliza 4. Aire8

Los tres primeros se extraen de minas y son transportados y preparados antes de que se introduzcan al sistema en el que se producir el arrabio. El arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de carbn no est controlado y la cantidad de azufre rebasa los mnimos permitidos en los hierros comerciales.

Sin embargo es el producto de un proceso conocido como la fusin primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros comerciales proceden. 9

Funcionamiento y productos obtenidosLingotes y colada continua:

Para fabricar los diferentes objetos tiles en la industria metal metlica, es necesario que el hierro se presente en barras, lminas, alambres, placas, tubos o perfiles estructurales, los que se obtienen de los procesos de rolado.

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Colada continua

Consiste en colocar un molde con la forma que se requiere debajo de un crisol, el que con una vlvula puede ir dosificando material fundido al molde. Por gravedad el material fundido pasa por el molde, el que est enfriado por un sistema de agua, al pasar el material fundido por el molde fro se convierte en pastoso y adquiere la forma del molde.

Posteriormente el material es conformado con una serie de rodillos que al mismo tiempo lo arrastran hacia la parte exterior del sistema. Una vez conformado el material con la forma necesaria y con la longitud adecuada el material se corta y almacena. 11

Proceso de fundicin continua12

13Metalurgia de polvos:

Se define como el arte de elaborar productos comerciales a partir de polvos metlicos. En este proceso no siempre se utiliza el calor, pero cuando se utiliza este debe mantenerse debajo de la temperatura de fusin de los metales a trabajar. Cuando se aplica calor en el proceso subsecuente de la metalurgia de los polvos se le conoce como sinterizado, este proceso genera la unin de partculas finas con lo que se mejora la resistencia de los productos y otras de sus propiedades.As se pueden obtener metales con cobalto, tungsteno o grafito segn para qu va a ser utilizado el material que se fabrica.

14El metal en forma de polvo es ms caro que en forma slida y el proceso es slo recomendable para la produccin en masa de los productos, en general el costo de produccin de piezas producto de polvo metlico es ms alto que el de la fundicin, sin embargo es justificable y rentable por las propiedades excepcionales que se obtienen con este procedimiento.

El proceso de manera general consiste en: 1. Produccin de polvo de los metales que sern utilizados en la pieza 2. Mezclado de los metales participantes 3. Conformado de las piezas por medio de prensas 4. Sinterizado de las piezas 5. Tratamientos trmicos

15Produccin y caracterizacin de polvos

Las principales caractersticas de los polvos a considerar son: 1. Forma 2. Finura 3. Distribucin 4. Capacidad para fluir 5. Propiedades qumicas 6. Compresibilidad 7. Densidad 8. Propiedades de sinterizacin.