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PROCESOS DE CONFORMADO: OBTENCION DE MATERIALES CON TAMAÑO DE GRANO NANOMETRICO POR MOLIENDA MECÁNICA Y SEVERA DEFORMACIÓN PLÁSTICA
El área de procesos de conformado viene desarrollando diversas técnicas de obtención de materiales nanoestructurados para la obtención masiva de dichos materiales. La obtención de materiales nanoestructurados (o de tamaño de grano nanométrico) ha captado de una manera notable la atención de los investigadores en los últimos 15 años, debido a que estas estructuras modifican tanto las propiedades físicas y mecánicas (eléctricas, magnéticas, dureza, limite elástico), como las químicas (reactividad). Actualmente existen dos aproximaciones para conseguir materiales nanométricos: las técnicas “bottom-up” y los “top-down”. La primera presenta problemas de masividad de las piezas fabricadas y un difícil control de porosidad y oxidación interna. Las técnicas “top-down” son las que tienen más visos de ser escalables industrialmente y con las que se pueden obtener materiales más másicos. Fundamentalmente se sigue una aproximación consistente en partir de material microestructurado y por diversas vías proceder al afino microestructural, con el consiguiente incremento de propiedades mecánicas. Las rutas empleadas son básicamente dos, a saber:
1. Procesos de molienda mecánica.
La molienda en molinos planetarios ha permitido la obtención de polvo de hierro y cobre nanoestructurado (del orden de 30 nm). Su posterior consolidación mediante presión y temperatura permite la obtención de piezas metalicas con tamaños de grano cristalino por debajo de 300-400 nm, con resistencias mecánicas muy superiores respecto de los metales con tamaños de grano tradicionales. CTM viene trabajando con la UPC en el desarrollo de hierros, aceros y cobre nanoestructurados por esta vía
2. Procesos de extrusión en canal angular
Se entiende por técnicas de deformación plástica severa tales, aquéllas que ofrecen deformaciones verdaderas del orden de 7. Aunque dichas técnicas existen en procesos de laminación, forja, estirado de alambre e incluso en extrusión, lo cierto es que casi todas ellas involucran cambios de forma en el material de modo que el producto final es de poco espesor, lo cual limita sus aplicaciones en productos estructurales. Se han propuesto no obstante técnicas de deformación severa con cambios mínimos en las dimensiones del material. Entre ellas destaca la Extrusion Angula en Canal de Seccion Constante (ECAE por sus siglas en inglés). El proceso de ECAE consiste en deformar por cizalladura simple una porción de material confinado en un molde con dos canales que se intersectan y que tienen idéntica sección transversal. Bajo estas condiciones el tocho metálico a deformar se mueve dentro del canal como un cuerpo rígido y en la zona de intersección de los dos canales, en una fina capa, se produce la cizalladura simple del mismo. De este modo el tocho completo (excepto pequeñas porciones de la cabeza y cola) se deforma de manera uniforme, manteniendo la geometría constante.
CTM está trabajando con la UPC en el empleo de esta técnica en la obtención de cobre nanoestructurado.
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