Diseño e implementación de un método para la fabricación de tubos de un Al-MMC obtenidos mediante thixoforming y extrusión en caliente

Abstract

La presente memoria de título se desarrolla en el marco del proyecto Fondef ID16I10353, la cual tiene como objetivo principal fabricar tubos de un material compuesto base aluminio (Al-MMC), mediante un proceso de thixoforming y extrusión directa en caliente para la obtención de tubos con buenas propiedades mecánicas que permitan su uso estructural, utilizando como materia prima latas de bebidas. El desarrollo que se expone en los capítulos siguientes se enfocó en el diseño e implementación de un método para la fabricación de tubos de un AlMMC obtenidos mediante thixoforming y extrusión en caliente, con el fin de obtener un material que alcance propiedades mecánicas iguales o superiores a una aleación de aluminio estructural. Para la fabricación de este Al-MMC se utilizó como materia prima latas de bebidas, las cuales pasaron por un proceso de fundición no convencional (rheocasting modificado). Luego, mediante el procedimiento expresado en los capítulos siguientes se procedió a llevar el material a una prensa hidráulica, en la cual se fabricaron tubos por extrusión inversa y posteriormente por extrusión directa. Finalmente, los tubos se sometieron a un tratamiento térmico de enfriado desde un proceso de conformado a alta temperatura y posterior envejecido artificial (tipo T5), realizando luego a los tubos caracterización mecánica y microestructural. La caracterización microestructural del material se basó en el estudio de la morfología y composición de los intermetálicos de hierro, precipitación de nuevas fases por efecto del tratamiento térmico, distribución de los intermetálicos dependiendo del tipo de conformado que se aplica y como estas variables afectan las propiedades mecánicas finales. Se compararon, además, los resultados obtenidos por extrusión directa con respecto a la extrusión inversa. Además, las propiedades mecánicas obtenidas para la aleación desarrollada se comparan con las correspondientes al aluminio estructural A6063. Finalmente, el método utilizado, logró la fractura de los intermetálicos de hierro, lo cual confirmó lo obtenido en investigaciones anteriores, relacionando esta variable con las propiedades mecánicas de los tubos. Por lo tanto, podemos decir que los resultados obtenidos permanecieron dentro del rango de una aleación A6063 (T4-T6), concluyendo así, que el material cumple con las condiciones para ser usado como un aluminio estructural, y competir con lo que ofrece el mercado. Para el proceso de extrusión directa, se diseñó y fabricó un sistema de matrices que permitiera el desarrollo del proceso de conformado a escala de laboratorio, proyectando su implementación a nivel industrial.