El proceso comienza con la fusión y la aleación, pasa por la fundición y el trabajo en caliente, y termina con el tratamiento térmico, el enderezamiento y la inspección. El control químico y el control de temperatura en cada paso determinan si la varilla cumple con el temperamento y las tolerancias especificadas.
Comprender la secuencia explica por qué las varillas de un molino bien-controlado se procesan constantemente, mientras que el material mal procesado puede deformarse, agrietarse o variar en dureza de un lote a otro.
Fusión, aleación y tratamiento de fusión
La producción comienza en un horno de fusión donde se funden juntos el lingote primario y la chatarra del proceso limpio. Se añaden elementos de aleación para alcanzar la composición objetivo y se analiza la masa fundida para confirmar que cada elemento se encuentra dentro de los límites establecidos por normas como EN 573-3.
Las inclusiones de hidrógeno y no-metálicas se eliminan mediante fundente y desgasificación, y se añaden refinadores de grano para controlar la estructura fundida. La práctica de fusión limpia es la base de una buena calidad de superficie y propiedades mecánicas consistentes en la varilla terminada.
Fundición: Lingote y Colada Continua
Existen dos rutas principales. En la fundición en frío directo, la masa fundida se vierte en moldes-enfriados con agua para producir grandes lingotes cilíndricos que luego se homogeneizan y cortan. En la fundición y laminación continuas, el metal fundido se solidifica en una barra e inmediatamente se lamina en una varilla, lo cual es una ruta eficiente para un gran volumen-de cables y conductores.
Ambas rutas deben controlar la velocidad de enfriamiento, porque influye en el tamaño de grano, la segregación y la distribución de fases intermetálicas. La homogeneización se aplica a los lingotes para igualar la estructura antes del trabajo en caliente.
Trabajo en caliente: extrusión y trefilado
Para las varillas estructurales, el tocho homogeneizado se calienta y se empuja a través de una matriz de extrusión para formar una barra larga del diámetro requerido. La extrusión alinea la estructura del grano a lo largo y permite producir diámetros grandes y complejos.
Cuando se requieren tolerancias más estrictas o un acabado más suave, la varilla se estira en frío a través de matrices que reducen el diámetro y mejoran la precisión dimensional y el acabado de la superficie. El estirado también aumenta la resistencia mediante el trabajo en frío, que luego debe conciliarse con el temperamento requerido.
Tratamiento Térmico, Alisado e Inspección
Las aleaciones-tratables térmicamente, como la 6061, se tratan con solución, se templan y se envejecen artificialmente para alcanzar T6, y se aplica estiramiento entre el enfriamiento y el envejecimiento para aliviar la tensión interna y mejorar la rectitud. Las aleaciones no-tratables térmicamente-dependen del recocido y del trabajo en frío controlado para endurecerse.
Después del tratamiento térmico, la varilla se endereza, se corta a medida y se inspecciona su diámetro, rectitud, defectos superficiales y propiedades mecánicas. El muestreo confirma la resistencia a la tracción, el límite elástico y el alargamiento frente a las especificaciones vigentes antes de que se libere el material.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es el primer paso para fabricar varillas de aluminio?
La producción comienza con la fusión y aleación, donde el lingote primario y la chatarra limpia se funden y se ajustan a la composición química objetivo especificada por normas como EN 573-3.
P: ¿Cuál es la diferencia entre la fundición con lingotes y la colada continua?
La fundición de lingotes produce grandes palanquillas cilíndricas que luego se homogeneizan y trabajan, mientras que la fundición continua solidifica el metal en una barra que se lamina inmediatamente para formar una varilla para una producción de alto-volumen.
P: ¿Cómo da forma la extrusión a la varilla de aluminio?
Un tocho calentado se empuja a través de una matriz, formando una barra larga del diámetro requerido y alineando la estructura del grano a lo largo del producto.
P: ¿Por qué se estira la varilla de aluminio después del enfriamiento?
El estiramiento alivia la tensión interna y mejora la rectitud, lo que reduce el movimiento durante el mecanizado y ayuda a que la barra mantenga las tolerancias en las piezas terminadas.
P: ¿Cómo se verifica la calidad de la varilla?
Se verifica el diámetro, la rectitud y el estado de la superficie de la varilla terminada, y se prueban las muestras para determinar su resistencia a la tracción, límite elástico y alargamiento según la norma aplicable.