Laminado 20212

UNMSM - FACULTAD DE INGENIERÍA
INDUSTRIAL
PROCESO DE MANUFACTURA
Proceso de Deformación Volumétrica:

LAMINADO
Prof. Ciro Mejia Elias

PROCESO DE DEFORMACIÓN VOLUMÉTRICA: LAMINADO
Definición:
El laminado es un proceso de deformación en el cual el

metal pasa entre dos rodillos y se comprime mediante
fuerzas de compresión ejercidas por los rodillos. Los rodillos
giran para jalar el material y simultáneamente apretarlo
entre ellos.
La mayoría de los procesos de laminado involucra una alta

inversión de capital, ya que se requiere equipos pesados
llamados “molinos laminadores o de laminación”, El alto
costo de inversión requiere que la producción sea en
grandes cantidades y por lo general artículos estándares
como láminas y placas.
Definición:
Laminado Plano
Tipos de laminado según la temperatura de trabajo
LAMINADO EN FRIO: La laminación en frío, requiere

mayores fuerzas de trabajo en los rodillos, pero produce
una mejor terminación superficial, permite un mejor control
de las tolerancias, y produce materiales con una mayor
resistencia.
LAMINADO EN CALIENTE: La mayoría de los productos

laminados se realizan en caliente debido a la gran cantidad
de deformación requerida. Los metales laminados en
caliente están generalmente libres de esfuerzos residuales y
sus propiedades son isotrópicas. Las desventajas del
laminado en caliente son que el producto no puede
mantenerse dentro de tolerancias adecuadas, y la superficie
presenta una capa de óxido característica.
Proceso:
Lingote de Horno (Fosas de Molino de

acero recalentamiento) laminación
fundido
-Acero alcanza -Se lamina para
temperatura uniforme en convertirlo en una de las
su extensión = 1200°C 3 formas intermedias:
-Recalentamiento Lupias, Tochos o
Planchas.
Formas laminadas intermedias y finales:

Laminado Plano y su análisis:

1.- En el laminado plano, se presiona el material de trabajo entre

dos rodillos de manera que su espesor se reduce:
d = to - t r=d
f
to
Donde:
d = diferencia, (mm);
to = espesor inicial, (mm);
tf = espesor final, (mm)
r = reducción
2.- Además de reducir el espesor, el laminado incrementa

usualmente el ancho del material de trabajo. Esto se llama
esparcido. Existe la conservación del material, de tal manera
que el volumen de metal que sale de los rodillos es igual al
volumen que entra a los rodillos
towolo = tfwflf
Donde:
wo, lo son ancho y largo iniciales de trabajo (mm),
wf, lf son ancho y largo finales de trabajo (mm).
3.- De igual forma, la velocidad volumétrica del material antes y

después debe ser la misma, así que las velocidades pueden
relacionarse antes y después de la siguiente manera:
towovo = tfwfvf
Donde:
vo y vf son las velocidades de entrada y salida del material de
trabajo.
4.- Los rodillos entran en contacto con el material de trabajo, a lo

largo de un arco de contacto definido por el ángulo θ. Cada rodillo
tiene un radio R y su velocidad de rotación, tiene una velocidad
superficial vr.
Como el flujo de metal es continuo, hay un cambio gradual en la
velocidad del material de trabajo entre los rodillos, Sin embargo,
existe un punto a lo largo del arco donde la velocidad de trabajo
se iguala a la velocidad del rodillo. Este punto se llama punto de
no deslizamiento. La cantidad de deslizamiento entre los rodillos y
el material de trabajo puede medirse por medio del deslizamiento
hacia delante (s), este término se usa en laminado y se define
como:
s = vf – vr
vr
5.- La deformación real, experimentada por el material de trabajo,

se basa en el espesor del material antes y después del laminado.
En forma de ecuación
t0
ε = ln
tf
6.- Se puede usar la deformación real para determinar el esfuerzo
de fluencia promedio Yf aplicado al material de trabajo en el
laminado plano. El esfuerzo de fluencia promedio será útil para
calcular las estimaciones de fuerza y potencia en laminado.
K n
Yf =
1+ n
7.- La fricción se presenta en el laminado con un cierto coeficiente

de fricción, la fuerza de compresión de los rodillos, multiplicada
por este coeficiente de fricción da por resultado una fuerza de
fricción entre los rodillos y el material de trabajo. En el lado de
la entrada, fuerza de fricción tiene una dirección; en el otro lado,
tiene la dirección opuesta. Sin embargo, las dos fuerzas no son
iguales. La fuerza de fricción es mayor en la entrada. El laminado
no sería posible sin estas diferencias. Hay un límite para el
máximo d posible que puede alcanzar el laminado plano con un
coeficiente de fricción, dado por
Donde:
d max =  R 2 dmax = diferencia máxima, (mm);
µ = coeficiente de fricción
R = radio del rodillo, (mm).
8.- Dado un coeficiente de fricción suficiente para realizar el

laminado, la fuerza F requerida para mantener la separación entre
los dos rodillos se puede calcular integrando la presión unitaria de
laminado sobre el área de contacto rodillo-material de trabajo.
Esto se puede expresar como sigue:
L
F = w pdL
0
Donde:
F = fuerza de laminado (N)
w = ancho del material de trabajo, (mm)
p = presión de laminado, (MPa);
L = longitud de contacto entre el rodillo y
el material de trabajo, (mm).
8.1- Se puede calcular una aproximación de los resultados

obtenidos por la ecuación 3.14, con base en el esfuerzo de
fluencia promedio que experimenta el material durante el proceso
de laminado. Esto es:
F = Y f wL
Donde:
Yf = esfuerzo de fluencia promedio de la ecuación 3.12, (MPa);
wL = es el área de contacto rodillo-material de trabajo, (mm2)
9.- La longitud de contacto se puede aproximar mediante:
L = R(t0 − t f )
10.- El momento de torsión en laminado se puede estimar
suponiendo que la fuerza ejercida por los rodillos se centra en el
material de trabajo, conforme pasa entre ellos y actúa con un
brazo de palanca de la mitad de la longitud de contacto L.
Entonces, el momento de torsión para cada rodillo es:
T = 0.5FL
11.- La potencia requerida para mover cada rodillo es el producto

del momento de torsión y la velocidad angular. La velocidad
angular es 2∏N , donde N = velocidad de rotación del rodillo en
1/s (rev/min). Así, la potencia para cada rodillo es:
P = 2NFL
Donde
P = potencia (W);
N = velocidad de rotación (1/s);
F = fuerza de laminado, (N);
L = longitud de contacto, (m).
Laminado de Perfiles
En el laminado de perfiles, el material de trabajo se deforma y se

genera un contorno en la sección transversal. Los productos
hechos por este procedimiento incluyen perfiles de construcción
como perfiles en I, en L y canales en U; rieles para vías de
ferrocarril y barras redondas y cuadradas, así como varillas. El
proceso se realiza pasando el material de trabajo a través de
rodillos que tienen impreso el reverso de la forma deseada. La
mayoría de los principios que se aplican al laminado plano son
aplicables al laminado de perfiles. Los rodillos formadores son
más complicados; y el material inicial, de forma generalmente
cuadrada, requiere una transformación gradual a través de
varios rodillos para alcanzar la sección final.
Molino Laminadores
Se dispone de varias configuraciones para los molinos laminadores

que manejan una variedad de aplicaciones y problemas técnicos
en los procesos de laminación.
Molino Básico (02 rodillos)
El molino de laminación básico

consiste en dos rodillos opuestos y se
denomina molino de laminación de
dos rodillos. Los rodillos en estos
molinos tienen diámetros que van de
0.6 a 1.4 m.
Molino Laminadores
La configuración dos rodillos puede

ser reversible o no reversible. En el
molino no reversible los rodillos giran
siempre en la misma dirección y el
trabajo siempre pasa a través del
mismo lado. El molino reversible
permite la rotación de los rodillos en
ambas direcciones, de manera que el
trabajo puede pasar a través de
cualquier dirección. Esto permite una
serie de reducciones que se hacen a
través del mismo juego de rodillos,
pasando simplemente el trabajo
varias veces desde direcciones
opuestas. La desventaja de la
configuración reversible son
problemas técnicos asociados a la
reversibilidad de la dirección.
Cadena de laminadoras
Molino Laminadores
Molino tres rodillos
En la configuración de tres
rodillos, hay tres rodillos en una
columna vertical y la dirección de
rotación de cada rodillo
permanece sin cambio. Para
lograr una serie de reducciones
se puede pasar el material de
trabajo en cualquier dirección, ya
sea elevando o bajando la tira
después de cada paso. El equipo
en un molino de tres rodillos se
vuelve más complicado debido al
mecanismo elevador que se
necesita para elevar o bajar el
material de trabajo.
Molino Laminadores
Molino cuatro rodillos
En los molinos de cuatro rodillos se

usan dos rodillos de diámetro menor
para hacer contacto con el trabajo y
dos rodillos detrás como respaldo.
Debido a las altas fuerzas de
laminado, los rodillos menores
podrían desviarse elásticamente con
el paso de la laminación, sí no fuera
por los rodillos más grandes de
respaldo que los soportan. Otra
configuración que permite el uso de
rodillos menores contra el trabajo es
el molino en conjunto o racimo.
Molino Laminadores
Molino rodillos Tandem
Para lograr altas velocidades de rendimiento en los productos

estándar se usa frecuentemente un molino de rodillos tándem.
Esta configuración consiste en una serie de bastidores de rodillos.
Un molino laminador en tándem puede tener ocho o diez pares
de rodillos, y cada uno realiza una reducción en el espesor o un
refinamiento en la forma del material de trabajo que pasa entre
ellos. A cada paso de laminación se incrementa la velocidad
haciendo significativo el problema de sincronizar las velocidades
de los rodillos en cada etapa.
Otros Arreglos de Molinos Laminadores

Laminado de Forma
Formas finales de laminado

Formas finales de laminado

Laminado de roscas
Ejemplo: Proceso de Fabricación del

Acero

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