La extrusión angular de canal igual ( ECAE ), también llamada prensado angular de canal igual ( ECAP ), es una técnica del grupo de deformación plástica severa (SPD), destinada a producir material de grano ultrafino (UFG). [1] El método fue desarrollado en la Unión Soviética en 1973 por Segal. Sin embargo, las fechas no siempre son consistentes. [2] En la metalurgia industrial, es un proceso de extrusión , [3] La técnica puede refinar la microestructura de metales y aleaciones, mejorando así su resistencia de acuerdo con la relación Hall-Petch . Este proceso mejora no solo la resistencia sino también otras propiedades como la resistencia a la corrosión y al desgaste de aleaciones y compuestos. [4]
Durante el proceso ECAE, el material se prensa a través de una matriz angular y experimenta una deformación por corte, sin cambiar sus dimensiones de sección transversal.
La ECAE es única porque se puede lograr un trabajo en frío significativo sin reducir el área de la sección transversal de la pieza de trabajo deformada. En los procesos de deformación convencionales como el laminado , forjado , extrusión y trefilado , se introduce una deformación mediante la reducción del área de la sección transversal. La ECAE produce una deformación significativa sin reducir el área de la sección transversal. Esto se logra extruyendo la pieza de trabajo alrededor de una esquina. Por ejemplo, una barra de metal de sección transversal cuadrada se fuerza a través de un canal con un ángulo de 90°. La sección transversal del canal es igual en la entrada y la salida. La deformación compleja del metal a medida que fluye alrededor de la esquina produce una deformación muy alta. Debido a que la sección transversal permanece igual, una pieza de trabajo se puede extruir varias veces y cada pasada introduce una deformación adicional.
El diseño del molde es fundamental debido a las grandes fuerzas requeridas.
Para reducir la fricción de la muestra empujada se lubrica con grasa, por ejemplo una mezcla de grafito y aceite, [5] y para reducir las fuerzas, el proceso a veces se lleva a cabo a temperaturas elevadas pero luego puede ocurrir una recristalización que también puede conducir a un crecimiento excesivo del grano a temperaturas elevadas.
Actualmente existen diversas modificaciones del proceso para producción a gran escala o continua. [6] El ECAP incremental (I-ECAP) es un ejemplo para la producción de productos continuos. [2]
Rutas de proceso
El proceso puede llevarse a cabo en múltiples pasadas. Según el ángulo de rotación y la dirección entre las siguientes pasadas, pueden existir cuatro rutas de proceso fundamentales denominadas A, Ba, Bc y C:
A - La muestra no está rotada,
Ba - la muestra se gira 90° en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de su eje longitudinal alternativamente,
Bc - la muestra se gira 90° en el sentido de las agujas del reloj alrededor de su eje longitudinal,
C - la muestra se gira 180° alrededor de su eje longitudinal. [ cita requerida ]
El método de elementos finitos en el proceso ECAE
El comportamiento durante la deformación y el flujo del material es analizado por científicos y existen numerosos artículos sobre simulación por computadora; el método de elementos finitos es uno de los enfoques importantes para comprender la deformación que ocurre en el proceso ECAE. [ cita requerida ]
^ Nejadseyfi, Omid; Shokuhfar, Ali; Dabiri, Amirreza; Azimi, Amin (5 de noviembre de 2015). "Combinación de prensado angular de canal igual y tratamiento térmico para obtener una resistencia a la corrosión mejorada en la aleación de aluminio 6061". Revista de aleaciones y compuestos . 648 : 912–918. doi :10.1016/j.jallcom.2015.05.177. ISSN 0925-8388.
^ Elhefnawey, Maged; Shuai, GL; Li, Z.; Nemat-Alla, M.; Zhang, DT; Li, L. (1 de febrero de 2021). "Sobre el desgaste por deslizamiento en seco de la aleación ECAPed Al-Mg-Zn: relación entre la tasa de desgaste y el coeficiente de fricción". Alexandria Engineering Journal . 60 (1): 927–939. doi : 10.1016/j.aej.2020.10.021 . ISSN 1110-0168.
