El laminado es un proceso
de deformación volumétrica en el que se reduce el espesor inicial
del material
trabajado mediante las fuerzas de compresión que ejercen dos rodillos
sobre la pieza/material de trabajo. Los rodillos giran en sentidos opuestos
para que fluya el material entre ellos, ejerciendo fuerzas de compresión
al pasar entre ellos y de cizallamiento originadas por el rozamiento que se
produce entre los rodillos y el metal. Los procesos de laminado requieren gran
inversión de capital, debido a ello los molinos
de laminado se usan para la producción de grandes cantidades de
productos estandar (laminas, placas, etc.).
Los procesos de laminado se realizan, en su gran
mayoría, en caliente por la gran deformación ejercida sobre el
material trabajado. Ademas, los materiales
laminados en caliente tienen propiedades isotrópicas y carecen de
tensiones residuales. Los principales inconvenientes
que presenta el laminado en caliente son que el producto no puede mantenerse
dentro de tolerancias adecuadas, y que la superficie de la pieza queda cubierta
por una capa de óxido característica.
Procesos de laminación
Se da inicio cuando aun calientes los lingotes se colocan en hornos de gas
llamados hornos de foso, allí permanecen hasta alcanzar una temperatura
de trabajo uniforme de alrededor de 1200ºC, una vez alcanzada esta
temperatura los lingotes se llevan al tren de laminación donde primero
son laminados en formaintermedias como lupias, tochos o planchas.
• Una lupia tiene una sección transversal con un tamaño
mínimo de 150x150 mm
• Un tocho es mas pequeño que una lupia y puede tener
cualquier sección desde 40 mm hasta el tamaño de una lupia.
• Las planchas pueden laminarse ya sea de un lingote o de una lupia,
tienen un area de sección transversal rectangular como un
mínimo de 250 mm y un espesor mínimo de 40 mm. El ancho siempre
es 3 ó mas veces el espesor y puede ser de cuando mucho de 1500
mm (Placas, planchas para tubos y flejes se laminan a través de
planchas).
La mayor deformación toma lugar en el espesor aunque hay un incremento en el ancho. La uniformidad de la temperatura
es importante en todas las operaciones de laminado puesto que controla el flujo
del
metal y la plasticidad. Un efecto del
trabajo en caliente con la operación de laminado es el refinamiento del grano causado por la
re cristalización.
Tren de laminación
Es un tipo complejo de instalación de la
industria siderúrgica que permite mediante un proceso de
laminación en caliente la obtención del acero en forma laminar.
Su principal propósito es el de actuar como un transformador del producto recibido de una colada continua
de aseria, para convertirlo mediante dicho proceso de laminación en caliente
en formatos planos laminar y/o ovalo redondo en el caso de fabricación
de alambrón.
Como reducir la fuerza de laminación
Estas fuerzas pueden llegar acausar aplastamiento de los rodillos y
deflexión que afectan de forma negativa al proceso de laminado.
Ademas el tren de laminación (carcasa, cuñas y
rodamientos) puede estirarse debido a estas fuerzas de
forma que el hueco de laminación se abra significativamente. En
consecuencia los rodillos deben de ajustarse mas cerca de lo que se ha
calculado así compensara esta deflexión y se
obtendra el espesor deseado.
Procedimientos para reducir fuerzas de laminación.
• a) Reducir la fricción.
• b) Reducir el area de contacto reduciendo el
diametro de los rodillos.
• c) Efectuando reducciones mas pequeñas
por pasada, a fin de reducir el area de contacto.
• d) Reducir la resistencia
del material
elevando la temperatura en el proceso.
Laminado de perfiles
En el laminado de perfiles, el material de trabajo se deforma para generar la
sección transversal del perfil deseado. Por este procedimiento se realizan perfiles de
construcción como perfiles en I, en L y
canales en U; rieles para vías de ferrocarril y barras redondas y
cuadradas, así como
varillas. El material de trabajo pasa a través de
rodillos que tienen impreso el reverso de la forma deseada.
Los principios que se aplican al laminado plano pueden aplicarse al laminado
de perfiles en su gran mayoría. Los rodillos formadores son mas
complicados; y el material inicial, de forma usualmente cuadrada, requiere una
transformación gradual a través de varios rodillos para alcanzar
lasección final.1 Se diseña una secuencia de formas intermedias,
con sus correspondientes rodillos, para lograr una deformación uniforme
a través de las secciones transversales de cada reducción y
así evitar una mayor elongación en estas secciones que
podría suponer torceduras y agrietamiento del producto laminado.
Molinos laminadores
Existen varios tipos de molinos de laminación con diferentes
configuraciones. El molino de laminación mas común consite
en dos rodillos opuestos y se conoce como molino de laminación
«de dos rodillos» (A), este tipo de configuración puede ser
reversible o no reversible. En el molino no reversible, al
girar siempre en la misma dirección, el material de trabajo entra
siempre por el mismo lado; y en el reversible el material de trabajo puede
entrar por ambos lados, ya que los rodillos pueden girar en las dos
direcciones.
Rodillos
Los materiales utilizados para la fabricación de rodillos deben ser
resistentes mecanicamente y resistentes al desgaste, normalmente se
utilizan fundiciones de hierro, acero fundido y e acero forjado, para rodillos
de pequeños diametros se utilizan carburos de tungsteno. Los
rodillos de acero forjado tienen mas resistencia,
tenacidad y rigidez que los rodillos de hierro fundido aunque estas ventajas se
ven reflejadas en el coste ya que son mas caros.
Lubricantes
La laminación en caliente de las aleaciones con hierro generalmente se
realiza sin lubricantes, aunque se puedeutilizar el grafito. Se usan soluciones
en base agua para romper la cascarilla sobre el material laminado y para
enfriar los rodillos.Las aleaciones no ferrosas se laminan en caliente y se
utilizan aceites compuestos, acidos grasos y emulsiones. La
laminación en frío se realiza con lubricantes de baja viscosidad
o con lubricantes solubles en agua, como emulsiones, aceites minerales,
parafina y aceites grasos. Otras operaciones de laminado
Laminado de anillos
En la laminación de anillos consiste en una deformación que
lamina las paredes gruesas de un anillo para obtener
un anillo de paredes mas delgadas, y por tanto, de un diametro
mayor al inicial. El laminado de anillos se aplica
generalmente en procesos de trabajo en frió para anillos pequeños
y de trabajo caliente para anillos mas grandes. Se utiliza, entre otros, para la fabricación de collares
para rodamiento de bolas y rodillos, llantas de acero para ruedas de
ferrocarril, etc.
Ejemplo de laminación de anillos.
Laminación de cuerdas
La laminación de cuerdas se usa para
formar cuerdas en partes cilíndricas mediante su laminación entre
dados. La mayoría de las maquinas laminadoras de cuerdas realizan las
operaciones de laminado de cuerdas en frío, la forma y tamaño de
la cuerda depende del
tipo de dados con que estén equipadas dichas maquinas.
Laminado de polvos
El polvo puede comprimirse en una operación para formar tiras de
material metalico. El proceso por logeneral se
efectúa de manera continua o semicontinua. Los polvos se
compactan entre los rodillos para formar una tira verde que se alimenta
directamente a un horno de sinterizado despué
Defectos en placas y hojas laminadas
Estos defectos pueden presentarse en la superficie de las placas u hojas, o
pueden darse en su estructura interna. Los defectos degradan la apariencia de
la superficie y pueden afectar de manera adversa a la resistencia, la
capacidad de formado y otras características de manufactura.
Los defecto superficiales pueden ser: ralladuras, corrosión, cascarilla,
picaduras, mordeduras y grietas causados por inclusiones e impurezas en el
material fundido original o debido a otros procesos de preparación del
material o a la misma operación de laminado.
Los bordes ondulados en las hojas se forman debido a la flexión del
rodillo. La tira es mas delgada en los bordes que en el centro, ya que
estos se alargan mas y se tuercen debido a que estan limitados en
su libre expansión en la dirección longitudinal de laminado.
Las grietas son el resultado de una deficiencia de ductilidad del material
sometido a laminación a la temperatura en la que se realiza el proceso.
El hojeamiento es debido a una deformación no uniforme durante el proceso de laminación o por la presencia
de defectos en la palanquilla fundido original.
Los defectos en los bordes en las hojas laminadas son eliminados
mediante operaciones de corte y hendedura.
