Longitud de apoyo en un dado de extrusión de aluminio
El apoyo, o land de dado, es el corto tramo paralelo por el que pasa el metal en la salida misma del dado. Tiene unos pocos milímetros de largo y decide casi todo sobre la extrusión. Fija el tamaño, la forma, el acabado superficial y la velocidad, y es la parte del dado que se desgasta. Acertar con la longitud de apoyo es el núcleo del diseño de dados, y la regla que lo rige es la misma en todos los talleres. El apoyo es largo donde el metal fluye rápido y corto donde fluye despacio. Esta página expone qué controla el apoyo, qué decide su longitud y los dos cortes, choke y relief, que se usan para ajustarlo.
Qué controla el apoyo
El diseñador de dados trata el apoyo como la única variable que se puede ajustar una vez fijada la abertura en sí. La abertura fija la forma. El apoyo fija cómo llega el metal a esa forma. Como el metal se empuja, no se tira, el flujo no es uniforme en toda la cara del dado, y el apoyo es lo que lo corrige.
| Qué fija el apoyo | Cómo lo hace |
|---|---|
| Tamaño | Retiene la sección transversal final mientras el metal sale del dado, de modo que un land más largo en un lado frena ese lado |
| Forma | Equilibra el flujo entre las partes gruesas y delgadas del perfil, y un apoyo desequilibrado deforma la forma |
| Acabado superficial | Controla cuánto roza el metal caliente contra el acero del dado a su paso, por lo que fija las líneas de dado y el pick up |
| Velocidad de extrusión | La fricción en el land es lo que retarda el metal, por lo que la longitud total de apoyo limita la velocidad de empuje a la que trabajará el dado |
| Vida del dado | El apoyo es la parte del dado en contacto deslizante con el aluminio caliente, por lo que es la parte que se desgasta |
Las funciones del apoyo del dado. Tamaño, forma, acabado y velocidad son las cuatro que la fuente nombra primero, y la vida del dado se deriva de que el apoyo es la superficie que se desliza contra el aluminio caliente.
Por qué cambia la longitud de apoyo a lo largo de un mismo dado
Un apoyo nunca tiene una sola longitud. En la extrusión directa el metal roza contra la pared del contenedor a medida que avanza el tocho, por lo que el metal del centro del tocho va por delante del metal del borde. Cerca de la abertura del dado el centro es más rápido y el borde más lento. Para que ambos lleguen juntos, el apoyo tiene que ser más corto donde el metal es lento y más largo donde es rápido, lo que en la práctica significa que el apoyo es más largo en el exterior del dado y más corto cerca del centro. La misma lógica se aplica a lo ancho de una sección delgada. Un tramo delgado de un perfil fluye despacio, por lo que su apoyo se acorta hasta que el tramo mantiene el ritmo de las partes más macizas de la forma. Tres cosas fijan la longitud en un punto cualquiera.
| Parámetro | Efecto sobre la longitud de apoyo | Razón |
|---|---|---|
| Distancia de la abertura al centro del tocho | Apoyo más largo cuanto más hacia fuera | La fricción en la interfaz entre el tocho y el contenedor frena el metal cerca de la superficie, por lo que el apoyo tiene que ser más largo cerca del borde para retener ese metal y uniformar el flujo |
| Espesor de sección en ese punto | Apoyo más corto en una sección delgada | Una sección delgada sale del dado por una abertura pequeña y fluye despacio, por lo que su apoyo se reduce para dejarla alcanzar el ritmo |
| Forma y tamaño de la cámara frente a la abertura | Apoyo ajustado para coincidir con la cámara | La cámara es lo que alimenta la abertura, y su forma decide cuánto metal llega a cada parte del apoyo |
Los tres parámetros que fijan la longitud de apoyo en un punto de la abertura del dado. Los dos primeros son propiedades de la forma y de su posición en el dado, y el tercero es la principal herramienta del diseñador para cambiar el flujo.
Choke y relief, los dos cortes que ajustan el apoyo
Una vez fabricado el dado, el apoyo se ajusta desde el frente o desde atrás. Un choke se corta en el lado de entrada y frena el metal. Un relief se corta en el lado de salida y lo acelera. Ambos se producen normalmente por electroerosión, por lo que la cantidad eliminada se puede medir y transmitir al diseñador o al fabricante del dado. Los ángulos siguientes son los valores que da la fuente para aleaciones duras de las series 2000 y 7000, y son el rango práctico más que una regla para todo dado.
| Característica | Dónde se corta | Cantidad habitual | Qué hace |
|---|---|---|---|
| Choke | Frente del apoyo, del lado del tocho | Un ángulo de hasta 3 grados | El metal se frena al entrar, lo que rellena la abertura del dado y mantiene las dimensiones. Se usa en aleaciones duras de las series 2000 y 7000 |
| Relief | Parte posterior del apoyo, del lado de salida | Un ángulo de hasta 7 grados | El apoyo efectivo se acorta, por lo que el metal se acelera a medida que sale. Es el ajuste opuesto a un estrangulamiento |
| Ancho de apoyo en una unión | Donde una longitud de apoyo se encuentra con otra | Se mezcla, nunca se deja como un escalón agudo | Un cambio brusco en la longitud de apoyo hace que el metal fluya de forma desigual, y el resultado es una veta en la extrusión |
Estrangulamiento, alivio y la mezcla de un apoyo. Estrangular la parte delantera del apoyo es el tratamiento estándar para aleaciones duras, donde el objetivo es llenar la abertura y mantener las dimensiones. El alivio en la parte trasera hace lo contrario, acortando el apoyo efectivo y dejando que el metal corra más rápido.
El dado de apoyo único
En un dado de receso, la cavidad frente a la abertura es una sola etapa. En un dado de apoyo único, también llamado dado de apoyo igual, la cavidad se hace en varias etapas convergentes, y el flujo se equilibra por el área de esas etapas en lugar del apoyo, por lo que el apoyo puede permanecer igual en toda la abertura. La ventaja es la velocidad. El metal gana velocidad al pasar por cada etapa de una cavidad convergente, y como el volumen de metal es constante en cada etapa, una cavidad cuya área media es mayor que la abertura final entrega el metal más rápido que una placa de alimentación simple. La fuente reporta dados de apoyo único construidos para tres etapas.
Un cambio brusco en la longitud de apoyo de un punto al siguiente es una de las causas comunes de vetas, porque el metal que cruza una unión no puede seguir el escalón. Donde el cambio no se puede evitar, se mezcla, ya sea con una conicidad progresiva, una conicidad recta o un radio.
Qué implica esto para un pedido de acero para hileras
El apoyo es donde el acero del dado se encuentra con el aluminio caliente, por lo que es la parte que debe mantener su dureza a temperatura y resistir que el metal se adhiera a él. El grado detrás de él es el acero de trabajo en caliente al cromo AISI H13 y su equivalente europeo 1.2344, cubierto en la página del acero para herramientas H13, y el programa de suministro de extrusión está en la página de suministro de extrusión 1.2344 ESR H13. Lo que le sucede al apoyo después de unos cientos de palanquillas está en la página de desgaste de dados de extrusión de aluminio, el conjunto en el que se asienta el apoyo está en la página de tipos de dados y utillaje, y la gama de formas que una prensa dada puede llevar está en la página de diámetro del círculo circunscrito. El endurecimiento de la superficie de apoyo se cubre en la página de nitruración de acero para herramientas, y la elección de grado por componente en la página de mejores aceros para hileras de extrusión de aluminio.
Antes de establecer una longitud de apoyo a partir de esta página
Esta página es un resumen de referencia de la práctica publicada y no es una especificación de Aobo Steel. La longitud de apoyo en un dado real la establece el diseñador del dado a partir de la forma, la aleación, la prensa y la relación de extrusión, y se corrige en la prensa después de la primera corrida. Los ángulos de estrangulamiento y alivio anteriores son los valores que da la fuente para aleaciones duras y son un rango de partida, no una regla. El diseño final y la corrección se confirman en el trabajo.
Fuente, Aluminum Extrusion Technology, P. K. Saha, ASM International, 2000.