Instituto Tecnologico de Veracruz• Equipo 5

– Gonzalo Lagunes Elvira– Norma Edith Rodriguez Ordaz– Araibel Castañeda Cid– Omar Azamar Hernandez– Julio Cesar Alatorre Mendez– Felix Breton BarranUnidades I, II y V

INDICE• Unidad 1– 1.1 Proceso Tecnologico de la Obtencion de Hierro 1ª funcion

– 1.2 Funcionamiento Productos Obtenidos Hierro Acero

– 1.3 Afino del Acero – 1.4  Procesos Tecnologicos de Obtencion de Acero Horno Electrico Convertidores Bessemer Thomas

– 1.5 Clasificacion y aplicacion del acero

• Unidad 2 Tratamiento Termico Acero Generalidades

– 2.2 Clasificación Tratamiento Termico del Acero– 2.3 Recocido Tratamiento Termico Acero– 2.4 Temple Tratamiento Termico Acero– 2.5 Revenido Tratamiento Termico Acero– 2.6 Tratamiento Termoquimicos Acero

• Unidad 5 Otros procesos industriales plásticos, térmicos plásticos compuestos termofraguantes– 5.1 Otros Procesos Industriales Generalidades– 5.2 Tipos de Plasticos– 5.3 Materias Primas Plasticos– 5.4 Compuestos Termofraguantes Fenolicas Resinosas

y Furamicas– 5.5 Celulosas Poliestirenos Polietilenos Propileno– 5.6 Maquinados con chorro abrasivo– 5.7 Maquinados con chorro de agua

Principales Minerales del que se extra Hierro

Hematita (mena roja) 70% de hierro

Magnetita (mena

negra)

72.4% de

hierro

Siderita (mena café

pobre)

48.3% de

hierro

Limonita (mena café) 60-65% de

hierro

Para la producción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales:

– Mineral de hierro – Coque – Piedra caliza – Aire

Acero

• Es la denominación que comúnmente se le da en ingeniería metalúrgica a una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,1 y el 2,1% en peso de su composición, aunque normalmente estos valores se encuentran entre el 0,2% y el 0,3%.

Una planta integral tiene todas las instalaciones necesarias para la producción de acero en diferentes formatos.

– Hornos de coque: obtener del carbón coque y gas.– Altos Hornos: convertir el mineral en hierro fundido– Acería: conversión del hierro fundido o el arrabio en acero– Moldeado: producir grandes lingotes (tochos o grandes

piezas de fundición de acero)– Trenes de laminación desbastadores: reducir el tamaño de

los lingotes produciendo bloms y slabs– Trenes de laminación de acabado: estructuras y chapas en

caliente– Trenes de laminación en frío: chapas y flejes

Elementos con los que el acero se puede alear

• Aluminio• Boro• Cobalto• Cromo• Molibdeno• Nitrógeno

• Níquel• Plomo• Silicio• Titanio• Tungsteno• Vanadio

• A la caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamaño y la temperatura adecuada, esto se logra por medio del lavado, triturado y cribado de los tres materiales.

Elementos quimicos presentes en la fundicion del Hierro

• Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se debe decir que es el elemento que da la dureza al hierro y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad.

• Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro y es el elemento predominante en la determinación de las cantidades de carbono en las aleaciones de hierro. El silicio arriba de 3.25% actúa como endurecedor.

• Manganeso. Es un elemento que cuando se agrega a la fundición arriba del 0.5% sirve para eliminar al azufre del hierro. Como la mezcla producto del azufre y el manganeso tiene baja densidad flota y se elimina en forma de escoria. También aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro.

• Azufre. No sirve de nada en el hierro, debe ser eliminado y controlado.

• ALTO HORNO – Animacion del funcionamiento

Productos Obtenidos

Productos Obtenidos

Clasificación y Propiedades del Acero• El acero en sus distintas clases está presente de forma

abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos.

• El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos.

• Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de maquinaria agrícola son grandes consumidores de acero.

• También son grandes consumidores de acero las actividades constructoras de índole ferroviario desde la construcción de infraestructuras viarias así como la fabricación de todo tipo de material rodante.

• Otro tanto cabe decir de la industria fabricante de armamento, especialmente la dedicada a construir armamento pesado, vehículos blindados y acorazados.

• También consumen mucho acero los grandes astilleros constructores de barcos especialmente petroleros, y gasistas u otros buques cisternas.

Tipos de Acero

• De baja aleación: • Ultraresistentes• Baratos

• Inoxidables:• Contienen cromo, niquel y otros elementos.• Duros y muy resistentes• Se emplean muchas veces con fines decorativos. • Utilizado en tuberias, tanques, equipos quirurgicos,etc.

• Aceros para Herramientas• Contienen Wolframio, Molibdeno y otros

elementos para tener mayor dureza.

• Aceros al Carbono• Mas del 90% de todos los aceros, son aceros al

carbono.• Contienen pocos manganeso, silicio y cobre

• Aceros al carbono de baja aleación• Son de precios moderados, tienen poca cantidad de

elementos• de 0,06% a 0,25% de Carbono

Procesos de cambio de forma

• Proceso de producción de piezas metálicas a través del vertido de metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena. El principio de fundición es simple: se funde el metal, se vacía en un molde y se deja enfriar, existen todavía muchos factores y variables que se deben considerar para lograr una operación exitosa de fundición.

• La fundición es un antiguo arte que todavía se emplea en la actualidad, aunque ha sido sustituido en cierta medida por otros métodos como el fundido a presión (método para producir piezas fundidas de metal no ferroso, en el que el metal fundido se inyecta a presión en un molde o troquel de acero), la forja (proceso de deformación en el cual se comprime el material de trabajo entre dos dados usando impacto o presión para formar la parte), la extrusión (es un proceso de formado por compresión en el cual el metal de trabajo es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su sección transversal), el mecanizado y el laminado (es un proceso de deformación en el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos opuestos).

Procesos de Fundición

• La realización de este proceso empieza lógicamente con el molde. La cavidad de este debe diseñarse de forma y tamaño ligeramente sobredimensionado, esto permitirá la contracción del metal durante la solidificación y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de contracción, por lo tanto si la presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el metal particular que se va a fundir. Los moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena, yeso, cerámica y metal. Los procesos de fundición se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos de moldes.

• Proceso:• Se calienta primero el metal a una temperatura lo

suficientemente alta para transformarlo completamente al estado líquido, después se vierte directamente en la cavidad del molde. En un molde abierto el metal liquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde cerrado existe una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde afuera del molde hasta la cavidad, este es el más importante en operaciones de fundición.

• Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la temperatura suficiente para el punto de congelación de un metal puro, empieza la solidificación que involucra un cambio de fase del metal. Se requiere tiempo para completar este cambio de fase porque es necesario disipar una considerable cantidad de calor.

• El metal adopta la forma de cavidad del molde y se establecen muchas de las propiedades y caracterísEl metal adopta la forma de cavidad del molde y se establecen muchas de las propiedades y características de la fundición. Al enfriarse la fundición se remueve del molde; para ello pueden necesitarse procesamientos posteriores dependiendo del método de fundición y del metal que se usa. Entre ellos tenemos:– El desbaste del metal excedente de la fundición. La limpieza de la

superficie.

• Tratamiento térmico para mejorar sus propiedades.Pueden requerir maquinado para lograr tolerancias estrechas en ciertas partes de la pieza y para remover la superficie fundida y la microestructura metalúrgica asociada.

CLASIFICACIÓN DEL PROCESO DE FUNDICIÓN

• Modelos removibles– El primer paso en la hechura de un molde es el de

colocar el modelo en el tablero de moldear, que coincide con la caja de moldeo. Enseguida se coloca la tapa sobre el tablero con los pernos dirigidos hacia abajo. Luego se criba sobre el modelo para que lo vaya cubriendo; la arena deberá compactarse con los dedos en torno al modelo, terminando de llenar completamente la tapa. Para moldes pequeños, la arena se compacta firmemente con apisonadores manuales.

• El apisonado mecánico se usa para moldes muy grandes y para moldeo de gran producción. El grado de apisonado necesario solo se determina por la experiencia. Si el molde no ha sido lo suficientemente apisonado, no se mantendrá en su posición al moverlo o cuando el metal fundido choque con él. Por otra parte, si el apisonado es muy duro no permitirá que escape el vapor y el gas cuando penetre el metal fundido al molde.

• Después que se ha terminado de apisonar, se quita el exceso de arena arrasándola con una barra recta llamada rasera. Para asegurar el escape de gases cuando se vierta el metal, se hacen pequeños agujeros a través de la arena, que llegan hasta unos cuantos milímetros antes del modelo.

• Se voltea la mitad inferior del molde, de tal manera que la tapa se puede colocar en su posición y se termina el moldeo. Antes de voltearlo se esparce un poco de arena sobre el molde y se coloca en la parte superior un tablero inferior de moldeo. Este tablero deberá moverse hacia atrás y hacia delante varias veces para asegurar un apoyo uniforme sobre el molde. Entonces la caja inferior se voltea y se retira la tabla de moldeo quedando expuesto el moldeo. La superficie de la arena es alisada con una cuchara de moldeador y se cubre con una capa fina seca de arena de separación.

• Enseguida se coloca la tapa sobre la base, los pernos mantienen la posición correcta en ambos lados. Para proporcionar un conducto por donde entra el metal al molde, se coloca un mango aguzado conocido como clavija de colada y es colocada aproximadamente a 25 mm de un lado del modelo, las operaciones de llenado, apisonado y agujerado para escape de gases, se llevan a cabo en la misma forma que la base.

• Antes de cerrar el molde, debe cortarse un pequeño conducto conocido como alimentador, entre la caída del molde hecho por el modelo y la abertura de la colada. Este conducto se estrecha en el molde de tal forma que después que el metal ha sido vertido el mismo en el alimentador se puede romper muy cerca de la pieza.

• Para prever la contracción del metal, algunas veces se hace un agujero en la tapa, el cual provee un suministro de metal caliente a medida que la pieza fundida se va enfriando, esta aventura es llamada rebosadero.

Las ventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos:•Para una pieza no moldeada en maquina, el proceso requiere menos tiempo.•No requieren que hagan tolerancias especiales para ayudar a extraer el modelo de la arena y se requiere menor cantidad de metal.•El acabado es uniforme y razonablemente liso.•No se requiere de modelos complejos de madera con partes sueltas.•No se requiere caja de corazón y corazones.•El modelo se simplifica grandemente.

Las desventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos:•El modelo es destruido en el proceso.•Los modelos son más delicados de manejar.•El proceso no puede ser usado con equipos de moldeo mecánico.•No puede ser revisado oportunamente el modelo de la cavidad.

Maquinas para Moldeo

• Máquinas de moldeo por sacudida y compresión: consta básicamente de una mesa accionada por dos pistones en cilindros de aire, uno dentro del otro. El molde en la mesa se sacude por la acción del pistón inferior que eleva la mesa en forma repetida y la deja caer bruscamente en un colchón de rebote. Las sacudidas empacan la arena en las partes inferiores de la caja de moldeo pero no en la parte superior.

• Máquina lanzadora de arena: esta máquina logra un empaque consistente y un efecto de apisonado lanzando arena con alta velocidad al modelo. La arena de una tolva se alimenta mediante una banda a un impulsor de alta velocidad en el cabezal.

• Moldeo en banco: Este tipo de moldeo es para trabajos pequeños, y se hace en un banco de una altura conveniente para el moldeador. En estos tipos de moldeo se producen grandes cantidades, también se utilizan placas correlativas que son modelos especiales metálicos de una sola pieza al igual que las cajas de tableros de soporte que permiten sacar con facilidad el modelo del molde de arena, el cual se puede volver a utilizar.

• Moldeo en piso: Cuando las piezas de fundición aumentan de tamaño, resulta difícil su manejo, por consiguiente, el trabajo es hecho en el piso. Este tipo de moldeo se usa prácticamente todas las piezas medianas y de gran tamaño. Suelen ser muy costosos, tienen el mismo procedimiento que el moldeo en banco salvo las caracteríticas ya mencionadas.

• Molde en maquina: Las maquinas han sido construidas para hacer un numero de operaciones que el moldeador hace ordinariamente a mano, tales como apisonar la arena, voltear el molde completo, formar la alimentación y sacar el modelo; todas estas operaciones pueden hacerse con la maquina mucho mejor y más eficiente que a mano.

PROCESOS DE FORMADO.•La deformación es únicamente uno de los diversos procesos que pueden usarse para obtener formas intermedias o finales en el metal.•El estudio de la plasticidad está comprometido con la relación entre el flujo del metal y el esfuerzo aplicado. Si ésta puede determinarse, entonces las formas mas requeridas pueden realizarse por la aplicación de fuerzas calculadas en direcciones específicas y a velocidades controladas.

EMBUTIDO PROFUNDO Y PRENSADO•El embutido profundo es una extensión del prensado en la que a un tejo de metal, se le da una tercera dimensión considerable después de fluir a través de un dado. El prensado simple se lleva a cabo presionando un trozo de metal entre un punzón y una matriz, así como al indentar un blanco y dar al producto una medida rígida. Latas para alimentos y botes para bebidas, son los ejemplos mas comunes.

• LAMINADO• Este es un proceso en el cual se reduce el espesor

del material pasándolo entre un par de rodillos rotatorios. Los rodillos son generalmente cilíndricos y producen productos planos tales como láminas o cintas. También pueden estar ranurados o grabados sobre una superficie a fin de cambiar el perfil, así como estampar patrones en relieve. Este proceso de deformación puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en frío.

FORJADO•En el caso más simple, el metal es comprimido entre martillo y un yunque y la forma final se obtiene girando y moviendo la pieza de trabajo entre golpe y golpe. Para producción en masa y el formado de secciones grandes, el martillo es sustituido por un martinete o dado deslizante en un bastidor e impulsado por una potencia mecánica, hidráulica o vapor.

ESTIRADO•Este es esencialmente un proceso para la producción de formas en hojas de metal. Las hojas se estiran sobre hormas conformadas en donde se deforman plásticamente hasta asumir los perfiles requeridos. Es un proceso de trabajo en frío y es generalmente el menos usado de todos los procesos de trabajo.

ESTIRADO DE ALAMBRE•Una varilla de metal se aguza en uno de sus extremos y luego es estirada a través del orificio cónico de un dado. La varilla que entra al dado tiene un diámetro mayor y sale con un diámetro menor. En los primeros ejemplos de este proceso, fueron estiradas longitudes cortas manualmente a través de una serie de agujeros de tamaño decreciente en una “placa de estirado” de hierro colado o de acero forjado. En las instalaciones modernas, grandes longitudes

MAQUINADO•Es un proceso de manufactura en la cual se usa una herramienta de corte para remover el exceso de material de una parte de trabajo de tal manera que el material permanente sea la forma de la parte deseada.

• TROQUELADO• Es un proceso de cambio de forma. La acción

predominante del corte involucrado la deformación cortante de material de trabajo para formar una viruta.

VIRUTA: es la parte del material removida por una herramienta de corte.•Tipos de viruta:•viruta discontinua: se desprende en forma de astilla.•viruta continua. Es como el aserrín o al sacarle punta a un lápiz.•viruta continúa con filo recrecido: en pedazos.

Procesos de ensamble•La función básica de proceso de ensamble, (montaje) es unir dos o más partes entre sí para formar un conjunto o subconjunto completo. La unión de las partes se puede lograr con soldadura de arco o de gas, soldadura blanda o dura o con el uso de sujetadores mecánicos o de adhesivos.•Sujeción mecánica se puede lograr por medio de tornillos, remaches, roblones, pasadores, cuñas y uniones por ajuste a presión estos últimos se consideran sempiternamente, las efectuadas con otros sujetadores mecánicos no son permanentes los mecánicos son más costosos y requiere capacidad en la preparación de partes por unir.

• Existen solamente 2 métodos de ensamble,• 1. Manual• 2. Mecánico• Metodo manual: es aquel en donde la mano

del hombre literalmente es parte del ensamblado del articulo.

• Metodo mecanico: es aque en el que la parte involucrada en el ensamblaje es una maquina.

• DISPOSITIVOS DE MONTAJE• El término dispositivo se utiliza como sinónimo de

aparato, es algo que establece una disposición.• El robot es uno de los principales dispositivos de

montaje o ensamble y otros dispositivos como las grúas, poleas, pinzas transportadoras, estas son muy comunes en la industria automotriz, podemos apreciarlas en las siguientes imágenes.

• Estos dispositivos se consideran entre las operaciones más sencillas o directas de realizar, en donde el objetivo primario es mover una pieza de una posición a otra.

Tratamiento térmico del Acero y Generalidades

• Los tratamientos térmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento a temperaturas y condiciones determinadas, a que se someten los aceros y otros metales y aleaciones para darles características mas adecuadas para su empleo.

Desarrollo de los tratamientos térmicos.

Tratamiento Termico del Acero

Clasificación Tratamiento Térmico del Acero.

Recocido Tratamiento Térmico Acero

• El objeto del tratamiento térmico denominado recocido es destruir sus estados anormales de los metales y aleaciones. Así como ablandarlos para poder trabajarlos.

• A una temperatura adecuada y duración determinada seguido de un enfriamiento lento de la pieza tratada

Se practican cuatro tipo de recodido como son…

2.4 Temple, Tratamiento Térmico del Acero

TEMPLE

• Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior (entre 900-950 °C)

• Se enfría rápidamente para evitar impurezas• El medio de enfriamiento mas adecuado son: aire,

aceite, agua, baño de plomo, baño de mercurio y baño de sales fundidas.

• El templar a un acero no se refiere que obtendrá la máxima dureza que pueda lograr sino también depende del contenido del carbón que tenga la pieza.

TEMPLE DE PRECIPITACIÓN

• Este se utiliza principalmente en la aleaciones de aluminio, manganeso y cobre la dureza que obtiene es por medio de un compuesto químico que pone en tensión los cristales y los endurece, este va obteniendo la dureza mediante se enfría por la precipitación (aceleración) química.

• Se genera a través de una sustancia ejemplo la cabeza de un cincel se hace con una sustancia que lo hace mas resistente a golpes. El endurecimiento de esta tipo de material se va logrando con la precipitación de la sustancia.

TEMPLE DE MARTENSITICO

• Debe su nombre a lo obtenido en este temple que es el martensita que consta de hierro alfa sobresaturado de carbono este distorsiona los cristales del hierro alfa y los pone en tensión por eso los endurece.

• El termino martensita se debe a que esta sobresaturado de carbón

Tratamiento Temperatura °C Medio de Enfriamiento

Forja 900/1200 Arena seca / Aire

Normalizado 870/930 Aire

Recocido 860/890 Horno/ Aire

Cementación 900/925 Horno / Aceite

Temple capa cementada

840/870 Aceite

Revenido capa cementada

150/200 Aire

2.5 Revenido, Tratamiento Termico del Acero

REVENIDO

• Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.

• Después que se ha endurecido el acero es muy quebradizo o frágil lo que impide su manejo pues se rompe con el mínimo golpe debido a la tensión interior generada por el proceso de endurecimiento.

• Este proceso hace más tenaz y menos quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza. El proceso consiste en limpiar la pieza con un abrasivo para luego calentarla hasta la temperatura adecuada, para después enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utilizó para endurecerla.

2.6 Tratamiento Termoquímicos Acero

• Son tratamientos de recubrimiento superficial en los cuales interviene un elemento químico el cual se deposita por proceso de difusión en la superficie del material.

• Son los procesos a los que se somete los metales y aleaciones ya sea para modificar su estructura, cambiar la forma y tamaño de sus granos o bien por transformación de sus constituyentes.

• El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecánicas, o adaptarlas, dándole características especiales a las aplicaciones que se le van a dar la las piezas de esta manera se obtiene un aumento de dureza y resistencia mecánica, así como mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación.

• Consiste en el endurecimiento de la superficie externa del acero al bajo carbono, quedando el núcleo blando y dúctil. Como el carbono es el que genera la dureza en los aceros en el método de cementado se tiene la posibilidad de aumentar la cantidad de carbono en los aceros de bajo contenido de carbono antes de ser endurecido. El carbono se agrega al calentar al acero a su temperatura crítica mientras se encuentra en contacto con un material carbonoso. Los tres métodos de cementación más comunes son: empacado para carburación, baño líquido y gas.

• Cementación gaseosa: proceso indicado para piezas de aceros de construcción que necesitan mucha resistencia al desgaste en el exterior y mucha tenacidad en el interior.

• Se realiza una aportación de carbono a la pieza creándose una capa, la cual puede ir desde 0.8 hasta 2.5 mm de profundidad.

• El potencial de carbono de este proceso es controlado a través de sondas de oxígeno, de esta forma se consigue una gran homogeneidad en la capa cementada.

• Aplicaciones: Piñones, coronas, ejes, levas, guías, chavetas, columnas, etc.

CARBURADO

• Endurecimiento de la superficie de aceros por incremento del contenido de carbono por medio de difusión de gases de hirdocarburos con plasma seguido de un enfriamiento brusco. A diferencia del templado convencional de aceros, en la superficie del mismo la oxidación superficial es mínima y el proceso se efectúa mas rapidamente. La dureza obtenida en la superficie es algo menor que en los prosesos de nitrurado, pero el espesor de la capa de difusión es casi siempre mayor.

NITRURADO

• El proceso de nitrurado es parecido a la cementación pero difiere en que el material se calienta a los 510°C y se mantiene así en contacto de gas amoníaco. De esta manera los nitruros del amoníaco ayudan a endurecer el material. También existe la modalidad líquida en la cual, el material es sumergido en un baño de sales de cianuro a la misma temperatura del nitrurado normal.

• Nitruración gaseosa: Proceso desarrollado intensamente en los últimos años, tanto técnicamente como en la calidad de las instalaciones. Confiere a los materiales un excelente “coeficiente de rozamiento” gracias a la capa dura aportada (desde 0.25 a 0.5 mm)

• Aplicaciones:• Aceros que vayan a sufrir mucho roce y

necesitan una excelente resistencia al desgaste.Matrices de extrusión de aluminio.Moldes, correderas, postizos, etc. que vayan a trabajar en inyección de plático.En definitiva cualquier pieza que necesite resistencia al desgaste.

• Ventajas:• Dada la baja temperatura a la que se realiza este

tratamiento se producen deformaciones inapreciables.Se consiguen altas durezas, pudiendo alcanzar los 1100 HV dependiendo del material utilizado.Se puede realizar un endurecimiento parcial de la zona que desee.El acabado después de tratamiento es excelente ya que se realiza en atmósfera con vacío previo.

CIANURADO

• También llamado carbonitrurado líquido, el cianurado consiste en combinar la absorción de carbono y nitrógeno para obtener la dureza necesaria en materiales de bajo cárbono. El material es sumergido en un baño de sales de cianuro de sodio.

Tratamiento Termoquimico

• Según el monómero base• En esta clasificación se considera el origen del

monómero del cual parte la producción del polímero.• Naturales: Son los polímeros cuyos monómeros son

derivados de productos de origen natural con ciertas características como, por ejemplo, la celulosa, la caseína y el caucho. Dentro de dos de estos ejemplos existen otros plásticos de los cuales provienen: – Los derivados de la celulosa son: el celuloide, el celofán y el cellón.– Los derivados del caucho son: la goma y la ebonita.

• Sintéticos: Son aquellos que tienen origen en productos elaborados por el hombre, principalmente derivados del petróleo como lo son las bolsas de polietileno

Según su comportamiento frente al calorTermoplásticosUn termoplástico es un plástico que, a temperatura ambiente, es plástico o deformable, se convierte en un líquido cuando se calienta y se endurece en un estado vítreo cuando se enfría suficiente. La mayoría de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, los que poseen cadenas asociadas por medio de débiles fuerzas Van der Waals (Polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno; o incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno). Los polímeros

Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables en que después de calentarse y moldearse éstos pueden recalentarse y formar otros objetos, ya que en el caso de los termoestables o termoduros, su forma después de enfriarse no cambia y este prefiere incendiarse..Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces.

• Resinas celulósicas: obtenidas a partir de la celulosa, el material constituyente de la parte leñosa de las plantas. Pertenece a este grupo el rayón.

• Polietilenos y derivados: Emplean como materia prima el etileno obtenido del craqueo del petróleo que, tratado posteriormente, permite obtener diferentes monómeros como acetato de vinilo, alcohol vinílico, cloruro de vinilo, etc. Pertenecen a este grupo el PVC, el poliestireno, el metacrilato, etc.

• Derivados de las proteínas: Pertenecen a este grupo el nailon y el perlón, obtenidos a partir de las dimidas.

• Derivados del caucho: Son ejemplo de este grupo los llamados comercialmente pliofilmes, clorhidratos de caucho obtenidos adicionando ácido clorhídrico a los polímeros de caucho.

• Termoestables• Los plásticos termoestables son materiales que una vez que han sufrido el

proceso de calentamiento-fusión y formación-solidificación, se convierten en materiales rígidos que no vuelven a fundirse. Generalmente para su obtención se parte de un aldehído.

• Polímeros del fenol: Son plásticos duros, insolubles e infusibles pero, si durante su fabricación se emplea un exceso de fenol, se obtienen termoplásticos.

• Resinas epoxi.• Resinas melamínicas.• Baquelita.• Amino plásticos: Polímeros de ur.ea y derivados. Pertenece a este grupo la

melanina.• Poliésteres: Resinas procedentes de la esterificación de polialcoholes, que

suelen emplearse en barnices. Si el ácido no está en exceso, se obtienen termoplásticos.

Según la reacción de síntesisTambién pueden clasificarse según la reacción que produjo el polímero:•Polímeros de adiciónImplican siempre la ruptura o apertura de una unión del monómero para permitir la formación de una cadena. En la medida que las moléculas son más largas y pesadas, la cera parafínica se vuelve más dura y más tenaz. Polímeros de condensaciónSon aquellos donde los monómeros deben tener, por lo menos, dos grupos reactivos por monómero para darle continuidad a la cadena. Ejemplo:

• Según su estructura molecular• AmorfosSon amorfos los plásticos en los que las moléculas no

presentan ningún tipo de orden; están dispuestas desordenadamente sin corresponder a ningún orden. Al no tener orden entre cadenas se crean unos huecos por los que la luz pasa, por esta razón los polímeros amorfos son transparentes.

• SemicristalinosLos polímeros semicristalinos Tienen zonas con cierto tipo de

orden junto con zonas amorfas. En este caso al tener un orden existen menos huecos entre cadenas por lo que no pasa la luz a no ser que posean un espesor pequeño.

• CristalizablesSegún la velocidad de enfriamiento, puede

disminuirse (enfriamiento rápido) o incrementarse (enfriamiento lento) el porcentaje de cristalinidad de un polímero semicristalino, sin embargo, un polímero amorfo, no presentará cristalinidad aunque su velocidad de enfriamiento sea extremadamente lenta.

• ComoditiesSon aquellos que tienen una fabricación,

disponibilidad, y demanda mundial, tienen un rango de precios internacional y no requieren gran tecnología para su fabricación y procesamiento.

• De ingenieríaSon los materiales que se utilizan de manera muy

específica, creados prácticamente para cumplir una determinada función, requieren tecnología especializada para su fabricación o su procesamiento y de precio relativamente alto.

• Elastómeros o cauchosLos elastómeros se caracterizan por su gran

elasticidad y capacidad de estiramiento y rebote, recuperando su forma original una vez que se retira la fuerza que los deformaba. Comprenden los cauchos naturales obtenidos a partir del látex natural y sintéticos; entre estos últimos se encuentran el neopreno y el polibutadieno.

PROCESO: Es toda secuencia de pasos, tareas o actividades que conducen a un cierto producto, el cual es el objetivo de dicho

proceso. Los procesos pueden ser:

De producción, cuando el resultado es un bien industrial. De servicios, cuando ese resultado sea un bien intangible, como

la salud o el transporte. Administrativos, cuyo fin es un acto administrativo como una compra, una cobranza, un pago o que conduce a producir o

modificar información.

El propósito de un proceso, es producir transformaciones. Algo sucede que de alguna manera produce cambios en el objeto sobre el que se esta trabajando. En este tema nos enfocaremos a los Procesos de Producción, estos se pueden clasificar de la siguiente manera: •Procesos Químicos: Cuando las transformaciones pueden producir cambios químicos •Procesos Mecánicos: Cuando se altera la forma o estructura •Procesos de Armados: Quitar o agregar partes o piezas.

• PROCESOS QUÍMICOS Son propios de la industria del petróleo y de los plásticos,

producción de acero, aluminio, etc. en términos generales, siempre es posible estudiar sus etapas en función de las operaciones o transformaciones que ocurren (tales como reacciones químicas, transferencias de calor, filtrado, absorción, etc.).

• PROCESOS MECANICOS “CUANDO SE ALTERA FISICAMENTE, LA FORMA O

ESTRUCTURA” Son propios de la industria de transformación y mecanizado de metales, en la industria de la madera y en el moldeado y formado de plásticos.

Procesos de produccion

Materias primas del plastico

• El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido concreto, nombra ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.

• La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un escaso grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad.

5.4 Compuestos  termofraguantes fenolicas resinosas y furamicas

• Termofraguantes - Termoplásticos• Las materias plásticas se dividen en dos clases

fundamentales: termofraguantes y termoplásticas. La diferenciación se basa sobre la estructura molecular de sus compuestos y sobre su comportamiento en presencia de calor en la fase de elaboración. Durante el estampado de un termoplástico no se verifica ninguna reacción química y el estampado no es irreversible por que las termoplásticas pueden ser llevadas al estado plástico y sucesivamente de nuevo al estado sólido sin que pierdan sensiblemente sus características

• Las resinas termofraguantes se obtienen por policondensación. El policondensado es un material termofraguante porque en la fase de elaboración, cuando se caliente y se somete a la acción de la presión, se determina una reacción química que provoca una reestructuración de carácter irreversible de la molécula: una vez formado, un termofraguante no es más recuperable. Son termofraguantes por ejemplo, las resinas fenólicas, las melanímicas, las uréicas y el poliester.

• El compuesto termofraguante es excelente en la estabilidad de almacenamiento, es util como un componente de un compuesto termofraguante, proporciona productos curados que tienen propiedades quimicas, propiedades fisicas y resistencia a la intemperie excelentes y se puede utilizar de manera favorable en los compuestos de recubrimiento, tinta, adhesivos y plasticos moldeados.

• El compuesto termofraguante contiene un compuesto que tiene en la molecula dos o mas grupos de carboxilo bloqueados por un compuesto de eter de vinilo, un compuesto de tioeter de vinilo o un compuesto hetero que tiene un doble enlace de tipo vinilo y oxigeno o azufre como el atomo hetero, un compuesto que tiene dos o mas grupos funcionales reactivos que pueden formar un enlace quimico con el compuesto de carboxilo bloqueado mediante el calentamiento y opcionalmente un catalizador acido latente termico. El grupo de carboxilo bloqueado del primer componente y el grupo funcional reactivo del segundo componente pueden encontrarse en la misma molecula.

• Fenólicas• Las resinas fenólicas son las mas antiguas y aún hoy las

mas usadas entre las resinas termofraguantes. Las desarrolló, como es sabido, L. H. Baekeland en el 1909 y tuvieron un gran éxito sobre todo en el periodo entre las dos guerras mundiales. Las masas de estampado fenólico se usan para fabricar elementos de la industria eléctrica, en radio, en televisión, en teléfonos y en la industria automovilística; además se fabrican piezas para el sector de los electrodomésticos, en el sector aerospacial y en la defensa.

• Resinosas• La resina es cualquiera de las sustancias de

secreción de las plantas con aspecto y propiedades más o menos análogas a las de los productos así denominados. Del latín resina. Se puede considerar como resina las sustancias que sufren un proceso de polimerización o secado dando lugar a productos sólidos siendo en primer lugar líquidas.

Se dividen en:

Resinas Naturales Resina verdadera Gomorresinas Oleorresinas Bálsamos Lactorresinas

Resinas Sinteticas Poliéster Poliuretano Resina epoxi Acrílicos

• Furamicas• También conocidos como cerámicas, Dentro de la

categoría de los materiales cerámicos se distinguen dos grandes grupos: las cerámicas estructurales y las cerámicas funcionales. Las cerámicas estructurales son las que sustituyen a materiales que forman parte de estructuras mecánicas o sometidas a esfuerzos de fatiga y térmicos o a ataques químicos. Son materiales inorgánicos, no metálicos y poseen una estructura compuesta de diversas sustancias cristalinas. Se clasifican en cerámicas basadas en óxidos y las basadas en nitruros, carburos, silicuros y otros.

• Estos materiales forman parte de un aérea de gran dinamismo dentro del campo de los materiales avanzados y presentan propiedades destacadas, como la resistencia combinada al esfuerzo y a las altas temperaturas. Entre las cerámicas avanzadas cabe destacar la alúmina, la berilia, los carburos, los nitruros y los boruros. La producción de cerámicas avanzadas sigue las etapas de producción de polvos, preparación de la masa por humectación, conformado y secado, prensado y sinterización, aplicando el calor con o sin presión simultánea, para acabar con el mecanizado.

• La correcta composición de los polvos constituye un punto fundamental del proceso, para lo que es preciso eliminar totalmente las impurezas y uniformar el tamaño de las partículas. La síntesis de polvos puros se realiza por los sistemas de deposición física en fase de vapor, reacciones inducidas por láser, técnicas sol-gel, precusores metal-orgánicos y nucleación controlada.

5.5 Celusosas, Poliestirenos, Polietilenos y Propileno

• La celulosa• La celulosa es un homopolisacárido (es decir, compuesto de

un único tipo de monómero) rígido, insoluble, que contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de glucosa.

• La celulosa corresponde a la biomolécula más abundante de la biomasa terrestre.

• La celulosa es un polisacárido estructural en las plantas ya que forma parte de los tejidos de sostén. La chepa de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40% de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90%.

• El cáñamo también es una fuente de celulosa de alta calidad. A pesar de que está formada por glucosas, los animales no pueden utilizar a la celulosa como fuente de energía, ya que no cuentan con la enzima necesaria para romper los enlaces β−1,4-glucosídicos, sin embargo, es importante incluirla en la dieta humana (fibra dietética) porque al mezclarse con las Heces, facilita la digestión y defecación, así como previene los malos gases

• POLIESTIRENOS– Se designa con las siglas PS. Es un plástico más frágil,

que se puede colorear y tiene una buena resistencia mecánica, puesto que resiste muy bien los golpes.

– Sus formas de presentación más usuales son la laminar.

– Se usa para fabricar envases, componentes electrónicos y otros elementos que precisan una gran ligereza, muebles de jardín, mobiliario de terraza de bares, etc…

• POLIETILENO– El polietileno es químicamente el polímero más

simple. Por su alta producción mundial (aproximadamente 60 millones de toneladas son producidas anualmente (2005) alrededor del mundo) es también el más barato, siendo uno de los plásticos más comunes. Es químicamente inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de fórmula química CH2=CH2 y llamado eteno por la IUPAC), del que deriva su nombre.

• Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización, como por ejemplo: Polimerización por radicales libres, polimerización aniónica, polimerización por coordinación de iones o polimerización catiónica. Cada uno de estos mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno.

• Es un polímero de cadena lineal no ramificada. Aunque las ramificaciones son comunes en los productos comerciales. Las cadenas de polietileno se disponen bajo la temperatura de reblandecimiento Tg en regiones amorfas y semicristalinas

Aplicacioneso Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales, etc.;o Películas para agro;o Recubrimiento de acequias;o Envasamiento automático de alimentos y productos industriales: leche, agua, plásticos, etc.;o Stretch film;o Base para pañales desechables;o Bolsas para suero;o Contenedores herméticos domésticos;o Bazar;o Tubos y pomos: cosméticos, medicamentos y alimentos;o Tuberías para riego.

o Envases para: detergentes, lejía, aceites automotor, champú, lácteos;o Bolsas para supermercados;o Bazar y menaje;o Cajones para pescados, gaseosas, cervezas;o Envases para pintura, helados, aceites;o Tambores;o Tuberías para gas, telefonía, agua potable, minería, láminas de drenaje y uso sanitario;o Macetas;o Bolsas tejidas;o Guías de cadena, piezas mecánicas.

• PROPILENO– El propileno es un compuesto químico orgánico de

fórmula molecular C 3 H 6?. Es un gas muy reactivo e inflamable que reacciona violentamente con los materiales oxidantes.

– Se obtiene a partir de las fracciones ligeras del petróleo, a pesar de que en pequeñas cantidades también se encuentra , en los depósitos de gas natural. Se utiliza sobre todo para la obtenciónde gasolinas de alto octanaje. También se utiliza en la síntesis de sus derivados, como los polímeros, disolventes, resinas, etc.

5.6 Maquinado con Chorro AbrasivoCorte con chorro de agua abrasiva

– Cuando se usa un WJC sobre partes metálicas, por lo general deben agragarse partículas abrasivas a la corriente a chorro para facilitar el corte. Por tanto este proceso se denomina corte con chorro de agua abrasiva (en inglés AWJ). La incorporación de las partículas abrasivas al flujo complica el proceso porque aumenta la cantidad de parámetros que deben controlarse. Entre los parámetros de proceso adicionales están el tipo de abrasivo, el tamaño del esmeril y la velocidad de flujo.

• Entre los materiales abrasivos comunes están el óxido de aluminio, el dióxido de silicio y el granate (un mineral de silicato); los tamaños del esmeril varían entre 60 y 120. Las partículas abrasivas se agragan a la corriente de agua a aproximadamente 0.5 lb/min (.23 Kg/min) después de que salen de la boquilla para el wjc.

• Los parámetros de proceso restantes incluyen algunos que son comunes para el WJC; el diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la distancia de separación. Los diámetros del orificio de la boquilla varían de 0.010 a 0.0250 In (0.25 a 0.63 mm), este rango es más grande que en el WJC y permite que la corriente contenga velocidades de flujo más altas y mayor energía antes de la eyección de los abrasivos.

• Las presiones del agua son similares a las del wjc. Las distancias de separación son menores para reducir el efecto de la dispersión del fluido de corte, el cuál contiene partículas abrasivas en esta etapa. Las distancias de separación comunes están entre una cuarta parte y la mitad de las que se usan en el wjc.

5.7 Maquinados con Chorro de Agua

CORTE CON CHORRO DE AGUA.– El corte con chorro de agua (en inglés WJC) usa

una corriente fina de agua a alta presión y velocidad dirigida hacia la superficie de trabajo para producir un corte. También se emplea el nombre de maquinado hidrodinámico para este proceso, pero el corte por chorro de agua es el término de uso más frecuente en la industria.

• Para obtener una fina corriente de agua, se usa una pequeña abertura de boquilla de un diámetro de 0.004 a 0.016 In (0.1 a 0.4 mm). A fin de que la corriente tenga la energía suficiente para cortar se usan presiones hasta de 60 000 lb/in (400 Mpa), y el chorro alcanza velocidades hasta de 3000 pies/seg (900 m/seg). Una bomba hidráulica presuriza el fluido al nivel deseado.

• La unidad de boquilla consiste en un soporte y una boquilla de joya. El soporte está hecho de acero inoxidable y la boquilla de Zafiro, rubí o diamante. El diamante dura más, pero es el de mayor costo, En el WJC deben usarse sistemas de filtración para separar las virutas producidas durante el proceso.

• Los fluidos de corte en ese sistema son soluciones de polímeros, las cuales se prefieren debido a que tienden a producir una corriente coherente. Ya hemos analizado los fluidos de corte en el contexto del maquinado convencional, pero el término se usa merecidamente en el WJC.

• Los parámetros de proceso importantes en el WJC incluyen la distancia de separación, el diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la velocidad de avance del corte. La distancia de separación es la abertura entre la boquilla y la superficie de trabajo.

• En general, se prefiere que esta distancia sea mínima para reducir la dispersión de la corriente del fluido antes de que golpee la superficie. Una distancia de separación normal es de 1/8 de In. (3.2 mm). El tamaño del orificio de la boquilla afecta la precisión del corte; las aberturas más pequeñas se usan para cortes más finos sobre materiales más delgados.

• Para cortar materia prima más gruesa se requieren corrientes de chorro más densas y mayores presiones. La velocidad de avance del corte se refiere a la velocidad a la que se mueve la boquilla a lo largo de la trayectoria de corte. La velocidad de avance típica varía desde 12 in/min (5mm/seg) hasta 1200 in/min (500mm/seg), dependiendo del material de trabajo y su grosor.

• Por lo general, el WJC se hace en forma automática usando un control numérico computarizado o robots industriales para manipulación de la unidad de boquilla a lo largo de la trayectoria deseada.

• El WJC se usa en forma eficaz para obtener tiras de materia prima plana, como plásticos, textiles, materiales compuestos, mosaicos para pisos, alfombras, piel y cartulinas.

• Se han instalado celdas robóticas con boquillas para WJC ensambladas como herramienta de un robot para seguir patrones tridimencionales de corte irregular, por ejemplo para cortar y recortar tableros de automóvil antes del ensamble. En estas aplicaciones, la ventaja del WJC es que la superficie de trabajo no se tritura ni quema como en otros procesos mecánicos o térmicos, en consecuencia, la pérdida de material es mínima porque la ranura de corte es estrecha;

• Lo anterior reduce la contaminación ambiental y existe la facilidad de automatizar el proceso usando controles numéricos o robots industriales. Una limitación del WJC es que no es conveniente para cortar materiales frágiles (por ejemplo, vidrio), porque tiende a resquebrajarlos durante el proceso.