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3.6.2.- Parámetros de extrusión (II).

Velocidad de extrusión 

Corresponde a la velocidad de deformación en extrusión. Se incidirá un poco más en su relación con la temperatura de proceso, en base a un gráfico que relaciona la velocidad de extrusión con la temperatura de extrusión. En este gráfico se obtienen dos curvas límite.

Gráfico de Velocidad de Extrusión frente a la temperatura

La curva 1 representa la curva límite de máquina, por encima de la cual no es posible la deformación, ya que se corre el riesgo de que se rompa el contenedor, debido a las excesivas presiones que tendrían lugar. La curva 2 representa el límite del material, donde la aleación comienza a agrietarse debido a las altas temperaturas.

Se representa en él la velocidad máxima admisible Vm, que es la velocidad máxima admisible de la máquina, no se puede trabajar a velocidades superiores, sea cual sea la temperatura. La temperatura óptima de salida para una velocidad Vm, es To. Si la temperatura es mayor a To, el material comenzará a agrietarse, y si es menor el utillaje puede romperse. La curva límite de máquina (curva 1) se desplazará hacia la izquierda a medida que aumente la capacidad de la prensa, haciendo que el intervalo de trabajo sea más amplio.

Por otra parte, este intervalo disminuirá si la relación de extrusión aumenta, o si se trata de perfiles complejos, puesto que en ambos casos las presiones exigidas serán mayores, por lo que será necesario trabajar con velocidades más bajas.

Imagen de recomendaciones

El espesor de las paredes extruidas tiene una gran influencia en la velocidad de fluencia del material: las paredes de poco espesor sufren un gran rozamiento y por tanto la velocidad de salida será pequeña, y en cambio para las paredes de mucho espesor la velocidad (sobre todo en el centro será mayor). Y el hecho de que en un mismo perfil haya distintas velocidades de salida hace que la pieza se deforme o acumule tensiones no deseadas. Por ello, esto se debe tener en cuenta a la hora de diseñar el perfil de salida y se debe evitar en la medida de lo posible un perfil con espesores muy diferentes. 

También es importante evitar los ángulos vivos en el material, ya que éstos frenan mucho la fluencia del material. En la imagen de la izquierda (obtenida de "Conformación por deformación" de Mondragon Goi Eskola Politeknikoa) tienes una serie de recomendaciones a tener en cuenta a la hora de diseñar el perfil a extruir.

Forma de la matriz

Estos son los factores importantes en una matriz de extrusión, en cuanto a su influencia en la fuerza requerida en el proceso, se basa en el esquema siguiente.

Forma de la matriz
  • Angulo de la matriz (α).
  • Radio de entrada de la matriz (r).
  • Longitud del canal de la matriz (x).
  • Sección del orificio de la matriz.

¿Cómo influyen estas variables o características de la matriz en el proceso? La experiencia demuestra, que en la mayoría de ocasiones, con matrices cónicas se requieren menores esfuerzos que con matrices totalmente planas. ¿Por qué? Porque en los utillajes con entrada en ángulo se da menor turbulencia del flujo de material durante la reducción.

¿Qué problema crees que puede suponer el empleo de utillajes cónicos con ángulos muy pronunciados? Que se extruye también la superficie periférica del tocho, lo que puede ocasionar defectos si ésta es de mala calidad.

En cuanto a la sección transversal o forma del orificio de la matriz, ¿cómo crees que puede afectar a la fuerza requerida para el extruído? Una sección transversal compleja requiere mayores esfuerzos que una circular.

Las matrices con aristas vivas dan las fuerzas más bajas en la extrusión ya que una entrada con arista redondeada aumenta el rozamiento, lo que supone mayor esfuerzo. No obstante, el flujo de material es más dificultoso, además de que el material no va a tender a rellenar esas zonas, por lo que siempre se prevén unos radios mínimos. Por otra parte el redondeo de las entradas de la matriz permite un mejor acabado superficial de la pieza.

Autoevaluación

Determina si es o no cierta la siguiente afirmación:

Pregunta 1

Si observas el gráfico de velocidad de extrusión, si la velocidad máxima admisible es Vm y la temperatura óptima de salida para una velocidad determinada Vm es To , se cumple que si la temperatura es mayor a este valor, el material comenzará a agrietarse, y si es menor, el utillaje puede romperse.