Forming a lever preform made of aluminium alloy 2014

Conformación de una preforma de palanca de aleación de aluminio 2014

El artículo presenta los resultados de los análisis teóricos y experimentales del laminado en forja para producir una preforma de palanca fabricada con aleación de aluminio 2014. El proceso de laminado en forja se realizó en un sistema de laminado de círculo oval. Para verificar las hipótesis tecnológicas realizadas, se llevó a cabo en primer lugar un exhaustivo análisis numérico por el método de los elementos finitos, seguido de ensayos experimentales. La investigación demostró una elevada concordancia entre los resultados numéricos y los obtenidos experimentalmente en condiciones reales. Las simulaciones numéricas permitieron determinar las distribuciones de las deformaciones, las temperaturas y el criterio de fractura dúctil normalizado de Cockcroft-Latham.

INTRODUCCIÓN

Las piezas alargadas se fabrican con mayor frecuencia mediante el proceso de forja en matriz utilizando productos semiacabados especialmente preparados, denominados preformas. Una preforma diseñada y producida con precisión permite minimizar las fuerzas de conformado, así como reducir el consumo de material y el desgaste de la herramienta [1]. Por esta razón, las preformas deben cumplir ciertos requisitos: la forma de una preforma debe ser lo más similar posible al perfil de una forja en el plano neutro, mientras que las áreas de las secciones transversales individuales de la preforma deben ser iguales a la suma de las secciones transversales relevantes de una forja y una rebaba. Las preformas para los procesos de forja pueden fabricarse mediante numerosos métodos, entre los que se incluyen la forja en matriz abierta, la forja en matriz, el laminado transversal, el laminado longitudinal en forja, el forjado rotativo y muchos más [2]. El laminado longitudinal es el método óptimo para conformar prefabricados, ya que ofrece una serie de ventajas, como una gran eficacia, la posibilidad de laminar y forjar tras un único calentamiento, una gran precisión y repetibilidad de los productos, así como la posibilidad de mecanización y automatización del proceso. La selección de la tecnología para producir preformas depende principalmente del parque de maquinaria disponible, la forma y las dimensiones de las preformas y la especialización de un taller de forja.

Los productos forjados de aleaciones de metales no férreos se aplican sobre todo en la industria aeronáutica y aeroespacial. También se utilizan muy a menudo para fabricar diversas válvulas y elementos hidráulicos. Debido a sus propiedades, las aleaciones de aluminio se aplican siempre que se requiere un bajo peso estructural y una alta resistencia a la corrosión. Estos materiales también se caracterizan por una elevada relación resistencia/peso específico, muy superior a la del acero [3]. A pesar de las numerosas ventajas que ofrecen, las aleaciones de metales ligeros (incluidas las aleaciones de magnesio y titanio) se utilizan relativamente poco.