Procesos de Estirado de Metales: Alambre, Barra y Tubo (Wire, Rod & Tube Drawing)

Estirado de Metales (Drawing)

El estirado (drawing) es un proceso de conformado por tracción que reduce la sección transversal y aumenta la longitud de una pieza (alambre, barra, tubo) al forzarla a través de una matriz (die) de menor sección. A diferencia de la extrusión (compresión), el estirado usa esfuerzo de tracción aplicado en la salida de la matriz. Requiere materiales dúctiles con alta resistencia a tracción. Produce alambres finos, barras de precisión, tubos de pared delgada con tolerancias estrictas y acabado superior.

Requisitos del Material y Preparación

• Ductilidad suficiente para soportar deformación sin fractura (ε_fractura > ε_dibujo).
• Alta resistencia a tracción (soportar tensión de tracción).
• Limpieza exhaustiva: decapado ácido (pickling) elimina óxidos, cascarilla, suciedad.
• Lubricación crítica: reduce fricción matriz-pieza, fuerzas, desgaste, defectos. Métodos: sulfatado (sulling), fosfatado (Fe/Zn/Mn), cobrado, calado, aceites/jabones (alambre), polímeros.
• Apuntado (pointing): extremo cónico para entrada en matriz.

Tipos de Estirado

Estirado de Alambre (Wire Drawing)

Alambre: sección circular pequeña (< 10–15 mm), flexible, se bobina. Proceso en frío. Múltiples pasadas (drafts) través de serie de matrices de diámetro decreciente (draft schedule). Reducción área/pasada < 45 % (típ. 15–30 %). Matrices: carburo cementado (WC/Co), diamante (PCVD), fundición enfriada. Lubricación: jabón seco, aceites, polímeros. Productos: alambres eléctricos (Cu, Al), resortes, cables, mallas, clavos, grapas.

Estirado de Barra (Rod / Bar Drawing)

Barra: sección mayor (10–100 mm), rígida, no se bobina → requiere carro de tracción (carriage) que tira y regresa. Equipos más robustos. Pasada única o múltiples con recocido intermedio. Productos: barras calibradas (bright bars), ejes, vástagos, varillas roscadas, perfiles simples.

Estirado de Tubo (Tube Drawing)

Tubo (circular, cuadrado, rectangular) estirado con mandril (mandrel / plug) interno que controla diámetro interior y espesor pared. Mandril fijo (fixed), flotante (floating), móvil (moving) o sin mandril (tube sinking - solo reduce OD). Requiere mayor fuerza que barra/alambre igual reducción. Múltiples pasadas con recocido. Productos: tubos precisión (hidráulica, neumática, instrumental, médico, intercambiadores).

Proceso de Trabajo (Común)

1. Colada/laminado en caliente → barra/alambre/tubo bruto (hot rolled).
2. Apuntado extremo (swaging/volteo) para entrada matriz.
3. Decapado ácido (H₂SO₄, HCl) + enjuague → superficie limpia, activada.
4. Recubrimiento lubricante: fosfatado + jabón/aceite (estándar acero); cobrado (Al, Cu alta resistencia); polímeros.
5. Estirado a través de matriz(es) en banco (single/multi-die). Fuerza tracción F = σ_dibujo × A_salida.
6. Recocido intermedio si reducción acumulada > límite ductilidad.
7. Tratamiento final: enderezado, corte, inspección, embobinado (alambre) / empaquetado (barra/tubo).

Aplicaciones

• Eléctrica/Electrónica: alambres Cu/Al esmaltados, cables, bobinados, contactos.
• Mecánica de precisión: ejes, vástagos, guías, bujes, agujas, instrumental médico.
• Resortes: alambre patente (piano wire), alambre inox para resortes.
• Construcción: alambre pretensado, cables puentes, mallas.
• Automoción: tubos freno, dirección, inyección, tubos combustible (Acero, CuNi, Al).
• Aeroespacial: tubos Ti, Inconel, Al-Li para hidráulica, combustible.

El estirado es el proceso dominante para producir productos largos de sección constante y alta precisión; su integración con laminado en caliente, tratamiento térmico y acabado superficial define la cadena de valor del "long products" siderúrgico y no férreo.