Principio de funcionamiento del laminado: Procesos y aplicaciones en metalurgia

Principio de funcionamiento del proceso de laminado

El laminado se realiza en laminador (2+ cilindros de trabajo, cilindros de apoyo, bastidores, motor, volante, reductores, acoplamientos). Cilindros pueden ser lisos o ranurados según forma del producto.

Funcionamiento: el metal se coloca entre cilindros rotativos en sentido opuesto. Hueco entre cilindros menor que espesor de la pieza. Los cilindros comprimen el metal mientras lo desplazan hacia adelante por fricción en las interfaces. Al salir, operación completada: espesor disminuye, longitud y ancho aumentan.

Incremento de ancho es insignificante y se descuenta. Aumento de longitud = elongación absoluta. Aumento de ancho = extensión absoluta. Disminución de espesor = reducción (draft).

Cilindros lisos o ranurados según producto. El metal cambia forma gradualmente al contactar los dos cilindros.

Video: Funcionamiento de máquina laminadora

Procesos en máquina laminadora

Curvado por laminación (Roll bending)

Produce productos cilíndricos desde chapas o aceros. Proceso continuo de doblado: tira larga de metal pasa por juegos consecutivos de rodillos que incrementan el doblez gradualmente. Ideal para piezas largas o grandes series.

Laminado plano (Flat rolling)

Forma más básica. Sección transversal rectangular inicial y final. Material entre dos cilindros girando en sentido opuesto; hueco menor que espesor inicial. Deforma y reduce espesor → alargamiento. Fricción en interfaz material-rodillos empuja material.

Laminado de anillos (Ring rolling)

Tipo especializado de laminado en caliente que aumenta diámetro de anillo. Material inicial: anillo de pared gruesa. Pieza entre rodillo interno (idler) y rodillo motorizado (driven). Rodillo motorizado presiona desde fuera. Espesor de pared disminuye, diámetro aumenta.

Aplicaciones: neumáticos ferroviarios, rodamientos, engranajes, cohetes, turbinas, aviones, vasos a presión, tuberías. Estructura de grano circunferencial → mejores propiedades mecánicas.

Laminado controlado (Controlled rolling)

Procesamiento termomecánico integrando deformación controlada y tratamiento térmico. Calor lleva pieza sobre recristalización → tratamientos térmicos posteriores innecesarios. Incluye: grano fino; control de tamaño, tenacidad, naturaleza/distribución de fases (ferrita, perlita, austenita, bainita, martensita en acero); endurecimiento por precipitación; control de tenacidad. Requiere monitoreo extremo: composición/estructura inicial, temperaturas, niveles de deformación, enfriamiento. Ahorra energía y mejora propiedades mecánicas.

Laminado de forja (Forge rolling)

Proceso longitudinal que reduce sección transversal de barra/billete calentado alimentándolos entre segmentos de rodillos contrarrotantes. Optimiza distribución de material para forja en matriz posterior. Mejora: utilización de material, fuerzas de proceso, calidad superficial en forja.

Opción para metales forjables: forge-rolled para billete largo con distribución de masa dirigida para bielas, ejes, cigüeñales, nudos de dirección.

Características del forge rolling

• Alta productividad y utilización de material
• Buena calidad superficial
• Vida útil de herramienta extendida
• Herramientas pequeñas y bajo coste
• Propiedades mecánicas mejoradas por flujo de grano optimizado vs. forja exclusiva en matriz