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Influencia de los Parámetros del Proceso de Fundición a Alta Presión en la Resistencia Compuesta de Componentes Híbridos con Metal en Chapas con Corte Inverso

Autores: Bruckmeier, Lukas; Ringel, Aron; Vroomen, Uwe; Bailly, David; Bührig-Polaczek, Andreas

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Peso
Diseños ligeros
Materiales
Aluminio
Acero
Técnicas de unión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 2

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Reducir el peso de las piezas a través de diseños ligeros impacta las emisiones de CO2, especialmente en los sectores automotriz y de transporte, que tienen un consumo significativo de combustible y energía eléctrica. Utilizando enfoques de diseño multi-material, se pueden combinar propiedades específicas de materiales para lograr un aligeramiento efectivo. Los metales comúnmente utilizados incluyen el aluminio, conocido por su alta resistencia específica, y el acero, valorado por su resistencia e integridad estructural. Sin embargo, unir aluminio y acero presenta desafíos debido a sus diferentes propiedades termofísicas y la posible formación de fases intermetálicas frágiles, lo que hace que técnicas de unión comunes como la soldadura por fusión no sean adecuadas. En este estudio, se investigó un proceso de fundición híbrido para la producción de una pieza de trabajo compleja a partir de materiales disímiles. El aluminio se fundió a presión alrededor de un inserto de chapa de acero. Se aplicaron estructuras de superficie con desgarros en la chapa de acero a través de un laminado en frío modificado, permitiendo que el aluminio fundido fluyera hacia los canales y se entrelazara durante la solidificación. Se encontró que temperaturas elevadas del fundido y la herramienta eran beneficiosas para el entrelazado, resultando en un aumento del 30% en la resistencia del compuesto. Además, una reducción tanto en la posición del pistón en el punto de cambio, entre el prellenado y el llenado de la cavidad, como en la velocidad del fundido en la compuerta, redujo la resistencia del compuesto en un 41% y un 30%. Los procesos aguas arriba y aguas abajo no mostraron ninguna influencia significativa en los experimentos realizados. Con base en esto, se observaron dos efectos perjudiciales principales: la pre-solidificación del fundido de aluminio y la captura de gas.

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