The theoretical and experimental researches of Pb-Al composite materials extrusion

Investigaciones teóricas y experimentales sobre la extrusión de materiales compuestos de Pb-Al

El trabajo presenta el análisis del carácter de un flujo plástico simultáneo de material compuesto de una estructura de núcleo duro-manguito blando. El trabajo de investigación experimental utilizando el material compuesto modelo Aluminio-Plomo y el análisis teórico permitieron identificar las condiciones iniciales de agrietamiento, su carácter y localización, dependiendo de los parámetros geométricos de los materiales compuestos y del valor de la relación de extrusión. Se ha demostrado que cuanto más altos son los valores de los parámetros, más largo es el producto extruido sin defectos (el agrietamiento aparece en las etapas posteriores del proceso).

INTRODUCCIÓN

El fenómeno de la fractura es un factor básico que reduce la ductilidad del material durante su transformación plástica. Averiguar las condiciones que conducen a la fractura en determinadas condiciones de proceso permite indicar el método para evitar la fractura. Este problema es de particular importancia en el análisis de procesos más complejos, por ejemplo, la extrusión plástica simultánea de materiales de diferentes propiedades para obtener un material compuesto con las propiedades esperadas [1-3]. El proceso de extrusión de materiales compuestos núcleo-manguito, como varillas, barras o alambre, hace necesaria la búsqueda de la posibilidad de un pronóstico de fractura núcleo-manguito adecuado. En el proceso de extrusión simultánea de materiales con propiedades diferentes, se trata de la ductilidad diversa de los componentes, que no puede nivelarse totalmente igualando los parámetros del proceso porque los valores de los componentes son muy diferentes [4- 6].

INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL

Las extrusiones de prueba, con el uso de materiales metálicos compuestos, se llevaron a cabo en un banco de pruebas que consistía en una prensa hidráulica equipada con sensores de fuerza, sensores de desplazamiento del pistón, un conjunto de herramientas y un sistema de medición y registro. Un juego completo de matrices incluía matrices planas para obtener tres grados diferentes de reducción de la relación de extrusión λ (véase la figura 1). La investigación del proceso concurrente de extrusión de compuestos metálicos se llevó a cabo con el uso de muestras de dos capas. Las muestras de ensayo tenían la forma de un núcleo (Al) con un manguito concéntrico (Pb). Las dimensiones exteriores de la muestra son: D₀ =36mm, h=72mm (fijación entre el núcleo y el manguito - ajuste de interferencia). Se han preparado siete tipos de muestras de extrusión complejas (figura 1).