Práctica 1 Selección de materiales

Transcripción

1 Práctica 1 Selección de materiales Objetivo Al término de la práctica el alumno tendrá los elementos necesarios para seleccionar los materiales de ingeniería, para así obtener las piezas metálicas. Preguntas detonantes 1. Por qué es importante para el ingeniero conocer los materiales? 2. Cómo distingues un material metálico de uno no metálico? 3. Cómo distingues un material magnético de otro no magnético? Fundamento teórico De acuerdo con Groover (2007), la materia prima para la obtención de materiales, es tomada de la tierra por minería, barrenado, excavación o recolección y convertidas en petroquímica y madera, posteriormente transformadas en materiales utilizados en ingeniería como son conductores eléctricos, acero estructural, concreto, plásticos y madera laminada, para satisfacer las necesidades que la sociedad tiene de productos terminados. Para seleccionar los materiales adecuados para fabricar una pieza, el ingeniero debe tomar en cuenta una lista de características entre las que no deben faltar: que éste material esté disponible, que sea económico de refinar y producir, que sea fuerte, rígido y dimensionalmente estable a diferentes temperaturas, que sea liviano, resistente a la corrosión y desgaste, que no tenga efectos en el medio ambiente y las personas, biodegradable y que permita numerosos usos (Ídem). Ahora está disponible una mayor variedad de materiales, cada uno con sus propias características, aplicaciones, ventajas y limitaciones. Los siguientes son los tipos generales de materiales utilizados hoy en día en la manufactura, ya sea de manera individual o en combinación, según Askeland (2011): Metales ferrosos: Los metales ferrosos se basan en su resistencia y en el hierro, uno de los metales más antiguos conocidos por el hombre. 1

2 Metales no ferrosos: Los metales no ferrosos incluyen elementos y aleaciones que no se basan en el hierro y no igualan la resistencia de los aceros. *Nota: Para una mejor apreciación, el siguiente apartado contiene imágenes del material y equipo que se utilizará durante la práctica 1. Material y equipo Imanes Aluminio Esmeril de pedestal Cobre Equipo de Seguridad Latón Bronce **Nota: Para una mejor apreciación, el siguiente apartado contiene la descripción e imágenes del procedimiento que se utilizará durante la práctica 1. 2

3 Procedimiento 1.- En base al conocimiento de materiales y la experiencia, hacer una distinción visual de diversos tipos de materiales que presente el instructor. 2.- Distinguir la chispa obtenida de un material no identificado y compararla con los materiales identificados, concluir de cual material se trata esa pieza. Dibujar la chispa característica del material proporcionado. 3.- Identificar cualitativamente la propiedad magnética de los materiales proporcionados, para ello acercar un imán a los materiales, identificar cual es el más fuertemente atraído por el campo magnético, colocar en orden descendente de atracción. 4.- Hacer un análisis de la tabla 2 (ver anexo 1). 5.- Utilizando la tabla 1, seleccionar el tipo de material recomendado, de acuerdo a las normas SAE-AISI, DGN. ACEROS SAE-AISI DGN Tabla 1. Características de los aceros de acuerdo a la norma SAE-AISI- DGN. % Promedio en el análisis típico de los elementos químicos que lo constituyen C Si Mn Cr Ni Mo W V T M

4 T1.- acero rápido indicado para herramientas de corte de alto rendimiento. M2.- acero rápido indicado para herramientas de corte de alta tenacidad. Resultados esperados en el desarrollo Que los alumnos al utilizar las tres formas sencillas para identificar materiales (inspección visual, prueba de la chispa y prueba con imanes) y consultando las tablas SAE-AISI-DGN, sean capaces de identificar los distintos tipos de materiales utilizados en ingeniería, atendiendo a sus propiedades y composiciones químicas. Propuesta para reporte del alumno 1.- De los materiales proporcionados. a) Escribe el nombre de los materiales identificados visualmente. b) Dibujar la chispa característica de cada material. Material Chispa Material Chispa Latón Aluminio Bronce Cobre 4

5 c).- Nombra y ordena en forma descendente de atracción magnética los materiales. 2.- Dibuja una tabla y selecciona los materiales que se recomiendan para la fabricación de las siguientes piezas. a) Cizallas para cortar papel. b) Suspensiones de automóviles. c) Muebles de oficina metálico. d) Moldes de forja. e) Resortes. f) Martillos. g) Muebles de laboratorio, química metálica. h) Matrices y punzones de corte. Conclusiones: Bibliografía Askeland, D., Fulay, P., & Wright, W. (2011). The Science & Engineering of materials. Estados Unidos: Cengage learning. Groover, M. (2007). Fundamentos de manufactura moderna. Ciudad de México: McGraw Hill. 5

6 Anexo 1: Características rápido indicado para herramientas de corte de alto rendimiento Tabla 2: Características de los materiales DGN/AI SI (APRO X) Equivalencia aproximada entre las diferentes marcas y normas. W/Nr ASSAB ATLAS SISA CAMPOS MARATH SOLAR (APR BOEHLER ON DREW OX) T HSP11 Sportan7 Super Rapid Extra SOER FORS RapidEspecial Beta VB 25 rápido indicado para herramientas de corte alta tenacidad Alta resistencia al desgaste para troqueles muy complicados que cortan espesores hasta 3 mm. M HSP41 Six IX Super Rapid Extra Mo Mo20 Alfa VA 29 -D XW5 NN CHD3 Bora Tarrasco 62 11F Alta resistencia al desgaste y gran tenacidad para corte de chapa hasta 5 mm de grueso recomendado para cuños (clavos). D XW41 FNS ESP KNL CHD2 Bora Especial v Nahoa 11C 63 o 364 para troqueles de corte complicado, alta resistencia a la deformación. Alta resistencia al golpe. Apto para trabajos en frío, troqueles, cuch, para chapa grueso y en cal. (ojo: diferente revenido) DF2 Keewatln Amutlt S CH01 Veresta V Azteca 11A 16 -S M4 Falcon6 SI MY Extra CHS1 Durax H Urano 111B 18 al carbono para troqueles y herramientas cabeceadoras. al Cr-Mo/vanadio muy apto para continuos choques térmicos. W K 100V Special Extra H CHW2 NPU Acemex H Crovan US Ultra 2 CHH13 E38V Omieron IV F al cromo molibdeno tungsteno para trabajos en caliente especialmente dados de forja y herramientas para prensas extrusión. H Crodj ISODISC US-Ultra 4 CHH12 E38W Omega IV- C 67 al cromo níquel molibdeno para trabajos en caliente, para dados de forja de muy alta tenacidad. F3-L M14 Ultimo 6F3 GNME 6F3 AMS Extra Kripton VI- J HOBBING IRON AL Cr-Mo y bajo C, para calvado prof. Para industrial. de plástico (pulido espejo garantizado. P P-4 EL CHP4 WE5 Polux VI-A VHB plata al carbono. W K115 Plata plata al cromo níquel VSP4OT molibdeno tratado para VCH150 construcción de Plata ES3 Plata 6 CN35B 9840 Orion VI-D CRO 861 6

7 al nique molibdeno, gran tenacidad para construcción de SPS 245 VSP4O VCH150 CN Orion VI-D CRO 861 al cromo molibdeno tratado para construcción de al cromo molibdeno para construcción de T; VCL VCL B 4140 Delfos VI- M Delfos VI- M para cementación al cromo níquel molibdeno de alto rendimiento CEM-15 CN Aries VI-F HR33 para cementación, al cromo níquel molibdeno Impacto 8620; EB RECN I para cementación, no aleado, calidad automotriz. al 45% de carbono para construcción de al 60% de carbono para construcción de CH EF45 H Fleje de acero al carbono recocido para muelles y herramientas delgadas. W CR W95 Fleje de acero templado, revenido, pulido con aproximadamente 160/175 kg/mm de resistencia W CR WO5 Alambre plano templado ideal para resortes y cepillos. Flechas de acero inoxidable bonificadas a aproximadamente 80/90 kg/mm para barcos y bombas. Láminas y barras de acero inoxidable del tipo 18/10. Barras de acero inoxidable del tipo 18/8 maquinado rápido. W No hay Antlnlt; AS2W Antlnlt; AS2Z CH304 Remanit 4301 Mercurio II 554 CH303 Remanit 4305 Mercurio I Láminas y barras de acero inoxidable de tipo 18/11/12. Barras de acero inoxidable al cromo maquinado rápido. Láminas de acero inoxidable al cromo. Láminas y barras refractarias resistentes en altas temperaturas Antlnlt; KN20Z CH316 Remanit 4401 Mercurio III CH416 Mercurio IV CH430 Mercurio VIII Termax Mercurio X 11A 7