diapositivas - u2.2-forja

Tecnología I

Forja1.

Introducción

2.

Forja en frío

3.

Forja en caliente

4.

Operaciones de forja

5.

Condiciones de trabajo

Introducción

Forja → conformado mecánicoPara metales maleables, dúctiles, forjables

En frío → Temperatura ambienteMayores esfuerzos, limitación en deformación, mejora de las PM y alta terminación superficial

En caliente → Temperatura de forjaMenores esfuerzos, recristalizado continuo, posibilidad de formas variadas y mala terminación superficial

Ra respecto de la tecnologRa respecto de la tecnologíía de la fundicia de la fundicióónnIntroducción

Introducción

Piezas obtenidas por forja

Introducción

Deformaciones sucesivas para obtener una pieza forjada

Introducción

Sucesivas etapas, partiendo de forja, para obtener una pieza

Introducción

Líneas de flujo → Incremento de propiedades mecánicas

Introducción

Diferencias entre forja y otras técnicas

Acuñado

Material a acuñar

Superficie[cm2]

Presión[Tn/cm2]

Fuerza[Tn]

Oro-Au 9,07 (34mm Ø) 17,05 154,73,14 (20mm Ø) 14,57 45,76

Plata-Ar 9,07 (34mm Ø) 17,64 1601,13 (12mm Ø) 30,97 35

Ni 2,00 (16mm Ø) 90,00 180Cu 2,00 (16mm Ø) 46,50 93

Forja en frío

Forja en frío + Recristalizado

Forja en caliente

Forja en caliente

Dificultad de forja Material T forja [°C]

Baja

Aleaciones base Al 400 – 550Aleaciones base Mg 250 – 350Aleaciones base Cu 600 – 900Aceros al C y baja aleación 850 – 1150

MediaAceros Inox martensíticos 1100 – 1250Aceros Inox austeníticos 1100 – 1250Aleaciones base Ti 700 – 950

Alta

Superaleaciones base Fe 1050 – 1180Aleaciones base Mo 1150 – 1350Superaleaciones base Ni 1050 – 1200Aleaciones base W 1200 – 1300

Forja en caliente

Tijera SS martensítico → Tforja: 1.100ºC

Forja en caliente

Fraguas : Carbón + aire

Forja en caliente

Horno de calentamiento continuo: gas + aire

Operaciones de forja

Estirado

Recalcado

Operaciones de forja

Punzonado

Agujereado

Operaciones de forja

Tronzado

Degollado

Operaciones de forja

Doblado

Aplanado

Canteado

Retorcido

Operaciones de forja: manual

Yunque, Bigornia

Operaciones de forja: manual

Tenazas

Operaciones de forja: mecánica

- Acción dinámica (impacto) → martillos o martinetes

- Acción estática (compresión lenta) → prensas

-

Otras → recalcadoras, cilindros de forjar, rotativas

Forja mecánica: martillos de tabla

DesdeMazas de 200 kg y h 80 cm

hastaMazas 3.500 kg y h 200 cm

↓piezas 50 kg

Maza + estampa → tabla se eleva por dos cilindros

Ep = m . g . h

Forja mecánica: martillos de vapor

Para piezas entre 500 kg y 25 TVapor x debajo: ascenso mazaVapor x encima: descenso mazaVelocidades de choque hasta 10 m/sEnergía W = m.v²/2g

Martillos de aire comprimido↓→

Tabla + aire

Martillos de contragolpe↓→

Vapor + doble efecto

Forja mecánica: prensas mecánicas

De cigüeñal y de poleas

Forja mecánica: prensas hidráulicas

ConceptoSistemas hidráulicos

S émbolo grande 100 veces que embolo pequeño

⇓Fuerza será

100 veces mayor ⇓

10 kg ⇒

1.000 kg

Forja mecánica: prensas hidráulicas

Forja mecánica: prensas hidráulicas

Forja mecánica: forjadoras rotativas

Forja mecánica: matrices

Forja mecánica: matrices

Material a forjar Angulo [°] Aleaciones base Al 0 –

2

Aleaciones base Mg 0 –

2Bronces –

Latones 0 –

3

Aceros 5 –

7Aceros inoxidables 5 –

8

Aleaciones base Ti 5 –

6

Ángulos de salida

Matriz sobre base cilíndrica

Forja mecánica: matrices

Colas de milano y pernos guiadores

Forja mecánica: matrices

Forjas de acción vertical y horizontal

Forja mecánica: número de piezas

Piezas únicas y/o series muy cortasNo hay herramental ⇒ forja manual, artesanalHasta 15 kg

⇒ un hombre con martillos de aire

Hasta 40 kg

⇒ dos hombresGrandes piezas ⇒ cuatro hombres y prensas

ii.-

Producción en masaHerramental y forjado mecánico

Forja mecánica: sobre espesores y tolerancias

Sobre espesores para piezas sencillasforja manual o mecánica

•

Pequeñas, ~ 3 mm

de sobre espesor en superficies•

Medianas, ~ 5 a 10 mm

• Grandes, ~ 25 a 30

Tolerancias dimensionalesforja manual o mecánica

•

Pequeñas = -

5 % a + 20 %•

Medianas = -

3 % a + 5 %

•

Grandes = ±

2,5 %

Forja: deformación en compresión

Carga uniaxial para obtener flujo plástico ⇒ P = σ0

. Aσ0

: límite elástico metal; A: área sección transversal

Presión aplicada p ⇒ p = P / A

Por constancia de volumen ⇒ A0

. h0

= A . hA0

: área inicial = π

. d0

² / 4 ; h0

: altura inicialA : área final; h : altura final.

A = (A0

. h0

) / h y P = σ0

. A en (2)

p = (σ0

. A ) . h / (A0

. h0

) = (4 . σ0

. A . h ) / (π

. d0

² . h0

)

Forja: deformación en compresión

Fricción entre metal y herramental⇓

No hay deformación homogénea⇓

Abarrilamiento

Forja: piezas

Forja: piezas

Piquetas

Forja: piezas

Piquetas

Forja: piezas

Barandas