thumb|Aluminiu estruyío; perfiles aptos pa conectores especiales. thumb|Tipos d'estrusión. La estrusión ye un procesu utilizáu pa crear oxetos con seición tresversal definida y fixa. El material embúrriase o s'estrayi al traviés d'un troquel d'una seición tresversal deseyada. Los dos ventayes principales d'esti procesu percima de procesos manufacturados son l'habilidá pa crear seiciones tresversales bien complexes con materiales que son argayadizos, porque'l material solamente atopa fuercies de compresión y de cizallamiento. Amás les pieces finales formar con una terminación superficial escelente..
La estrusión puede ser continua (produciendo teóricamente de forma indefinida materiales llongures) o semicontinua (produciendo munches partes). El procesu d'estrusión puede faese col material caliente o fríu.
Los materiales estruyíos comúnmente inclúin metales, polímeros, cerámiques, formigón y productos alimenticios.
Historia En 1797, Joseph Bramah patentó'l primer procesu d'estrusión pa faer un tubu de plomu. Ésti consistía nel precalentamiento del metal pa depués pasalo por un troquel por aciu un émbolu a mano. El procesu nun foi desenvueltu sinón hasta 1820, cuando Thomas Burr construyó la primer prensa hidráulica. Hasta esi momentu'l procesu llamóse squirting. En 1894 Alexander Dick espandió'l procesu d'estrusión al cobre y aleaciones de bronce.Drozda, pp. 13-11 & 13-12.
Procesos El procesu empieza col calentamientu del material. Ésti cárgase darréu dientro del contenedor de la prensa. Asítiase un bloque na prensa de forma que seya emburriáu, faciéndolo pasar pol troquel. Si son riquíes meyores propiedaes, el material puede ser tratáu por aciu calor o trabayáu en fríu.
El ratio d'estrusión defínese como l'área de la seición tresversal del material de partida estremada pel área de seición tresversal del material a la fin de la estrusión. Una de les principales ventayes del procesu d'estrusión ye qu'esti ratio puede ser bien grande y entá producir pieces calidable.
Estrusión en caliente La estrusión en caliente faise a temperatures elevaes, asina s'evita'l trabayu forzáu y faer más fácil el pasu del material al traviés del troquel. La mayoría de la estrusión en caliente realízase en prenses hidráuliques horizontales con rangu de 250 a 12.000 t. Rangos de presión de 30 a 700 Mpa (4400 a 102.000 psi), polo que la lubricación ye necesaria, pue ser aceite o grafitu pa baxes temperatures d'estrusión, o polvu de cristal p'altes temperatures d'estrusión. La mayor desventaxa d'esti procesu ye'l costu de les maquinaries y el so caltenimientu.
+ Temperatures de dellos metales na estrusión en caliente Material Temperatura [°C (°F)] Magnesiu 350-450 (650-850) Aluminiu 350-500 (650-900) Cobre 600-1100 (1200-2000) Aceru 1200-1300 (2200-2400) Titaniu 700-1200 (1300-2100) 1000-1200 (1900-2200) Aleaciones Refractaries Mayores a 2000 (4000)
El procesu d'estrusión ye xeneralmente económicu cuando son producíos dellos kilogramos (llibres) y munches tonelaes, dependiendo de los materiales que fueron emplegaos nel procesu. Por casu, en dellos aceros vuélvese más económicu si prodúcense más de 20.000 kg (50.000 lb).
Estrusión en fríu
La estrusión fría realízase a alredor de la temperatura ambiente. La ventaya d'ésta sobre la estrusión en caliente ye la falta d'oxidación, lo que se traduz nuna mayor fortaleza debíu al trabayu en fríu o tratamientu en fríu, estrecha tolerancia, bon acabáu de la superficie y rápida velocidá d'estrusión si'l material ye sometíu a curtios calentamientos.
Los materiales que son comúnmente trataos con estrusión fría son: plomu, estañu, aluminiu, cobre, circoniu, titaniu, molibdenu, beriliu, vanadiu, niobiu y aceru.
Dellos exemplos de productos llograos por esti procesu son: los tubos plegables, l'estintor de quemes, cilindros del amortiguador, pistones automotores, ente otros.
Estrusión tibia La estrusión tibia faise percima de la temperatura ambiente pero per debaxo de la temperatura de recristalización del material, nun intervalu de temperatures de 800 a 1800 °F (de 424 °C a 975 °C). Esti procesu úsase xeneralmente pa llograr l'equilibriu apropiáu nes fuercies riquíes, ductilidad y propiedaes finales de la estrusión.
La estrusión tibia tien delles ventayes comparada cola estrusión fría: amenorga la presión que tien de ser aplicada al material y aumenta la ductilidá del aceru. Inclusive puede esaniciar el tratamientu térmicu riquíu na estrusión en fríu.
Equipamientu Esisten distintes variaciones nel equipamientu pa la estrusión, que estrémense por cuatro carauterístiques fundamentales: Movimientu de la estrusión con rellación al material que va ser sometíu a estrusión: Si'l troquel sostener de forma estacionaria y el material de partida mover escontra él, trátase d'una "estrusión direuta". Si'l material de partida ta estacionariu y el troquel mover escontra'l material de partida, trátase entós d'una "estrusión indireuta". La posición de la prensa, yá seya vertical o horizontal. El tipu de manexu, yá seya hidráulicu o mecánicu. El tipu de carga aplicada, yá seya convencional (variable) o hidráulica.
Esisten dellos métodos pa la formación de cuévanos internos na estrusión. Una vía ye usar una barra bueca y entós usar un mandril fixu o flotante. El mandril fixu tamién ye conocíu como tipu alemán, integráu dientro'l dummy block y el mangu. El mandril flotante tamién ye conocíu como tipu francés, flotadores nes hendiduras nel dummy block alliniar col mesmu al troquel cuando asocede la estrusión. Si una barra sólida úsase como material entós esta debe, primero, ser pasada pol mandril, antes de ser estruyida pol troquel. Utilízase una prensa especial pa controlar el mandril independientemente del material de partida. La barra sólida puede inclusive ser usada col troquel gatuña, troquel tronera o troquel ponte, toos estos tipos de troqueles incorporaos al mandril nel troquel y caltienen el mandril nel llugar. Mientres la estrusión el metal estrémase y flúi alredor de los sostenes, dexando una llinia de soldadura nel productu final.Drozda, p. 13-21.
El procesu d'estrusión típicu cuesta más de 100.000 dólares, mientres el troqueláu puede costar hasta 2000.
Estrusión direuta thumb|310px|Gráficu de fuercies riquíes por dellos procesos d'estrusión. La estrusión direuta, tamién conocida como estrusión delantera, ye'l procesu más común d'estrusión. Ésti trabaya asitiando la barra nun recipiente fuertemente reforzáu. La barra ye emburriada al traviés del troquel pol torniellu o carneru. Hai un dummy block reusable ente'l torniellu y la barra pa caltenelos separaos. La mayor desventaxa d'esti procesu ye la fuercia riquida na estrusión de la barra, ye mayor que la precisada na estrusión indireuta porque la fuercia de resfregón introducida pola necesidá de la barra de percorrer dafechu'l contenedor. Por eso la mayor fuercia riquida ye al empiezu del procesu y escai según la barra va escosándose. A la fin de la barra la fuercia aumenta grandemente porque la barra ye delgada y el material tien de fluyir non radialmente pa salir del troquel. El final de la barra, llamáu tacón final, nun ye usáu por esta razón.Drozda, p. 13-13.
Estrusión indireuta Na estrusión indireuta, tamién conocida como estrusión tardiega, la barra y el contenedor muévense xuntos mientres el troquel ta estacionariu. El troquel ye sosteníu nel llugar por un soporte'l cual tien de ser tan llargu como'l contenedor. El llargor máximu de la estrusión ta dada pola fuercia de la columna del soporte. Al movese la barra col contenedor, el resfregón ye esaniciada.Drozda, p. 13-14.
Ventayes: Un amenorgamientu del 25 a 30% de la fuercia de resfregón, dexa la estrusión de llargues barres. Hai un menor enclín pa la estrusión de sedase o quebrase porque nun hai calor formáu pol resfregón. El recubrimientu del contenedor va durar más debíu al menor usu. La barra ye usada más uniformemente tal que los defectos de la estrusión y les zones periférequiers aspres o granulares son menos probables.
Desventaxes: Les impureces y defectos na superficie de la barra afecten la superficie de la estrusión. Antes de ser usada, la barra tien de ser llimpiada o pulida con un cepiyu d'alambres. Esti procesu nun ye versátil como la estrusión direuta porque l'área de la seición tresversal ye llindada pol máximu tamañu del tarmu.
Estrusión hidrostática Na estrusión hidrostática la barra ye dafechu arrodiada por un líquidu a presión, sacante onde la barra fai contautu col troquel. Esti procesu puede ser fechu caliente, tibiu o fríu. Comoquier, la temperatura ye llindada pola estabilidá del fluyíu usáu. El fluyíu pue ser presurizáu por dos víes:
Razón d'estrusión constante: l'émbolu ye usáu pa presurizar el fluyíu dientro del contenedor. Razón d'estrusión constante: una bomba ye usada, posiblemente con un intensificador de presión, pa presurizar el fluyíu, que ye bombiáu al contenedor.
Les ventayes d'esti procesu inclúin: Non resfregón ente'l contenedor y la barra, amenorgando la fuercia riquida. Esta finalmente dexa mayores velocidaes, proporciones del amenorgamientu más altes y menores temperatures de la barra. Usualmente la ductilidad del material mengua cuando altes presiones son aplicaes. Llargues barres y llargues seiciones tresversales pueden ser extrúidas.
Desventaxes: Les barres tienen de ser preparaes, endelgazáu un estremu por que coincida col ángulu d'entrada del troquel. esto ye necesariu pa formar un sellu de primeres del ciclu. Usualmente les barres enteres precisen ser apolazaes pa quitar cualquier defectu de la superficie. Contener el fluyíu n'altes presiones puede ser dificultosu.
Emburrie Munches de les prenses modernes d'estrusión direuta como indireuta usen emburrie hidráulicu, pero hai pequeñes prenses mecániques qu'entá s'usen. De les prenses hidráuliques hai dos tipos: prensa emburrie-direutu d'aceite y emburrie- acumulador d'agua.
Prensa d'emburrie-direutu d'aceite son les más comunes porque son fiables y robustes. Estes pueden producir sobre 5000 psi (34,5 MPa). Suple una presión constante a lo llargo de tola barra. La desventaxa ye que son lentes, ente 2 y 8 ips (51 a 203 mm/s).Drozda, p. 13-16.
Emburrie por acumulador d'agua son más cares y más grandes que la prensa d'emburrie direutu d'aceite, esta pierde sobre'l 10% de la so presión sobre'l golpe, pero son más rápides, sobre los 15 ips (381 mm/s). Por esto son usaes na estrusión del aceru. Tamién son usaes en materiales que tienen que ser calecíos a altes temperatures por razones de seguridá.
Les prenses d'estrusión hidrostática usualmente usen aceite ricino con presiones percima de 200 ksi (1380 MPa). L'aceite de ricino ye usáu pola so bona lubricación y la so alta propiedá de presión.Drozda, p. 13-20.
Defectos d'estrusión Quebradura de superficie - cuando hai resquiebros na superficie d'estrusión. Esto debe a la temperatura d'estrusión, resfregón, o velocidá bien alta. Esto puede pasar tamién a baxes temperatures, si'l productu temporalmente pégase al troquel. Defectu de tubu créase una estructura de fluxu qu'abasna los óxidos de la superficie y les impureces al centru del productu. Tales patrones que son frecuentemente causaos por altos resfregones o enfriamientu de la parte esterna de la barra. El agrietamiento interior o defectu Chevron produzse cuando'l centru de la espulsión desenvuelve resquiebros o vacíos. Estos resquiebros son atribuyíes a fuercies de tensión hidrostático na llinia central na zona de deformación nel troquel. Aumenta al aumentar l'ángulu de la matriz y la concentración d'impureces, y mengua al aumentar la rellación d'estrusión y el resfregón.
Materiales Metal Metales que son comúnmente usaos en procesos d'estrusión:Drozda, pp. 13-15 & 16. Aluminiu : ye'l material más común, pue ser estruyíu caliente o fríu. Si ye estruyíu caliente ye calecíu de 300 a 600 °C(575 a 11 00 °F) . Exemplos d'esti productu inclúi armadures, marcos, barres y disipadores de calor ente otros.