Historia de forja Forja, proceso de modelado del hierro y otros materiales maleables golpendolos o troquelndolos despus de hacerlos dctiles mediante aplicacin de calor. Las tcnicas de forjado son tiles para trabajar el metal porque permiten darle la forma deseada y adems mejoran la estructura del mismo, sobre todo porque refinan su tamao de grano. El metal forjado es ms fuerte y dctil que el metal fundido y muestra una mayor resistencia a la fatiga y el impacto.No se conoce con exactitud la fecha en que se descubri la tcnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arquelogos en Egipto datan del ao 3000 a.C., y se sabe que antes de esa poca se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocan hacia el 1000 a.C. la tcnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento trmico.

Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro se clasificaran en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbn vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reduca el mineral a una masa esponjosa de hierro metlico llena de una escoria formada por impurezas metlicas y cenizas de carbn vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permaneca incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria y soldar y consolidar el hierro. El hierro producido en esas condiciones sola contener un 3% de partculas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta tcnica de fabricacin produca accidentalmente autntico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbn vegetal en recipientes de arcilla durante varios das, con lo que el hierro absorba suficiente carbono para convertirse en acero autntico.

Despus del siglo XIV se aument el tamao de los hornos utilizados para la fundicin y se increment el tiro para forzar el paso de los gases de combustin por la carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamao el mineral de hierro de la parte superior del horno se reduca a hierro metlico y a continuacin absorba ms carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleacin que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba despus para fabricar acero.

La produccin moderna de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor britnico Henry Bessemer, que en 1855 desarroll el horno o convertidor que lleva su nombre.Forja manualLa forja manual es la forma ms sencilla de forjado y es uno de los primeros mtodos con que se trabaj el metal. Primero, el metal se calienta al rojo vivo en el fuego de una fragua, y despus se golpea sobre un yunque para darle forma con grandes martillos denominados machos de fragua. sta es un hogar abierto construido con una sustancia refractaria y duradera, como ladrillo refractario, y dotado de una serie de aberturas por las que se fuerza el aire mediante un fuelle o un ventilador. En la fragua se emplean como combustible diversos tipos de carbn, entre ellos coque o carbn vegetal. El herrero adems de martillos, emplea otras herramientas en las diferentes operaciones de forja.

En general existen seis tipos bsicos de forjado: el engrosado, que consiste en reducir la longitud del metal y aumentar su dimetro; la compresin para reducir el dimetro del metal; el doblado; la soldadura, o unin de dos piezas de metal por semi fusin; el perforado, o formacin de pequeas aberturas en el metal, y el recortado o realizacin de grandes agujeros.

Para engrosar una pieza de metal se golpea a lo largo de la dimensin ms larga (por ejemplo, el extremo de una barra o varilla), lo que acorta y comprime la pieza. La compresin se logra golpeando el trozo de metal mientras se sujeta sobre el yunque con alguna de las diversas herramientas cncavas llamadas estampas de forja. El doblado se consigue golpeando la pieza alrededor de un molde o haciendo palanca con la pieza en un punto de apoyo. Para soldar hierro en la fragua, se aplica en primer lugar un fundente como el brax al metal calentado, para eliminar cualquier posible xido en las superficies de las piezas, y despus se juntan stas golpeando una contra otra a altas temperaturas; si est bien hecha, una junta soldada de este tipo es homognea y tan resistente como el metal original. Para taladrar agujeros pequeos se apoya el trozo de metal en una pieza anular situada encima del yunque y se atraviesa con un punzn a golpes de martillo. Para recortar agujeros mayores o trozos de metal se emplean cinceles pesados y afilados, similares a los cortafros utilizados para cortar metal en fro. La combinacin de varias operaciones puede producir piezas forjadas de una gran variedad de formas.

INTRODUCCIN DE LA FORJA Y SUS TIPOS DE PROCESOLa forja es un mtodo para formar una pieza de metal tpicamente a temperatura elevada por medio de martillo, prensa o laminado entre dos herramientas.La forja comienza con una forma simple empieza como un tocho, lingote o una barra.Los metales a forjar incluyen los siguientes metales que son acero, aluminio, titanio, base cobre y base niquel.Cules son los beneficios de la forja:Estructura metalrgica. Flujo de granos sique el contorno de la parte forjada El flujo de grano mejora las propiedades de fatiga y fracturas del metal Propiedades direccionales Forjado, placa y fundicinEconoma. Desempeo Costo del ciclo de vida Costo del mecanizado Costo de herramental Tiempo de entrega Opcin de material virtualmente limitadoConsolidacin. Sanado / cerrado de la porosidad y huecos lo que da ms ductilidad y tenacidad mientras se mantiene la resistencia Los metales que son fundidos en lingotes o planchones tpicamente contienen poros asociados con gas atrapado y la contraccin por solidificacinHomogenizacin. Reduce la segregacin de elementos de aleacin Refina la estructura de granoQu se puede lograr con la forja?Geometra (forma, tamao, complejidad geomtrica).Tolerancias, integridad superficial y condiciones para satisfacer los requerimientos funcionales.Propiedades y calidad del producto.Tasa de produccin y costo.Factores ambientales (contaminacin, seguridad, energa y consumo de material).Laminado de anillosQu es el laminado de anillos? Un proceso sin costura con propiedades de forjaPorque usar un anillo laminado? Flujo de grano contino Algunas superficies se pueden dejar tal y como se forja El laminado de anillos es eficiente en cuanto al uso de material, utilizando hasta el 95% del tocho de inicio Reduce el tiempo de reparacin de la forja El costo de herramental no rs muy importante Deformacin de una preforma calentada para crear un anillo sin costura con propiedades de forja Los dimetros pueden ser de unas cuentas pulgadas hasta > 8 m La cara de la altura puede exceder 1.2 m La seccin transversal de los anillos pueden ser perfilados Los pesos pueden ser hasta de 22 toneladas mtricasDiferentes procesos de forja.Forja en frio a temperatura ambiente.Forja en tibio debajo o cerca de la temperatura de recristalizacion (1800 F 1700 F (480 930 C) para aceros).Forja caliente arriba de la temperatura de recristalizacion (1800 F 2200 F (980 1200 C) para aceros, 800F para Al, 650 760C para Cu).Forja en frio: el trabajo en frio debe hacerse a temperaturas abajo del rango de re cristalizacin y frecuentemente en realizado a temperaturas ambiente. Debido a la alta resistencia del material, el forjado en frio requiere de fuerza de mayor potencia, y el material de la pieza de trabajo debe tener suficiente ductilidad a la temperatura ambiente.Cules son los efectos en el trabajo en frio: Los esfuerzos son dejados en el metal y permanecen con ellos hasta que se elimine por un tratamiento trmico. Se crea una distorsin o fragmentacin de la estructura del grano. La resistencia y la dureza se aumentan con la correspondiente prdida de ductilidad. La temperatura de re cristalizacin para el acero se aumenta. Pueden mantenerse tolerancias dimensionales cerradas. Se mejora el acabado superficial.Forja en caliente: El trabajo en caliente de los metales toma lugar por encima de la re cristalizacin o rango de endurecimiento por trabajo. Para el acero, la re cristalizacin permanece alrededor de 500 a 700 C, aunque la mayora de los trabajos en caliente de acero se hacen a temperaturas considerables arribas de este rango.Cules son sus efectos en la forja caliente: La porosidad del metal es considerablemente eliminada. Las impurezas en forma de inclusiones son destrozadas y distribuidas a travs del metal. Los granos gruesos o prismticos son refinados. Las propiedades fsicas generalmente se mejoran, la ductilidad y resistencia al impacto se perfeccionan. La cantidad de energa necesaria para cambiar la forma del acero es menor a la requerida en un trabajo en frio. Rpida oxidacin o formacin de cascarilla. Pobre acabado superficial. No pueden mantenerse tolerancias cerradas. Costo de equipo y mantenimiento alto.

Forjado en tibio: Un proceso conocido como forjado en tibio utiliza una temperatura intermedia que normalmente se usa para trabajo en frio y caliente. No hay cambios metalrgicos en el metal e imperfecciones en la superficie frecuentemente asociadas con el metal del trabajo a temperaturas elevadas. La temperatura del metal, las presiones y velocidades del forjado deben controlarse cuidadosamente, puesto que el metal est por debajo de la temperatura de re cristalizacin.

Ventajas y desventajas de los procesos de forja

FRIOTIBIOCALIENTE

Ventajas Ventajas Ventajas

1. Proceso de presin (tolerancias cerradas).

2. Mejora la resistencia de las partes.

3. Mejora acabado superficial.

4. Ahorros en material.1. Combina las ventajas de forja en frio y caliente.2. Mejor formalidad.

3. Menores presiones de conformado.

4. Mayor razn de deformacin.

5. No se requiere recocido

1. Puede conformar partes muy complejas.

2. Buena formalidad.

3. Presiones bajas de conformado.

4. Puede conformar partes de volmenes y pesos grandes.

Desventajas Desventajas Desventajas

1. Presiones de formado altas.

2. Se requiere varios pasos de preformado.

3. Recosido entre pasos de conformado pueden ser requeridos.

4. Baja friabilidad.1. Altos costos de herramienta.

2. El herramental debe soportar las cargas de altas temperaturas.1. Oxidacin dela superficie.

2. Menor presin (tolerancias ms amplias).

Errores en las piezas de trabajo Errores dimensinales: desviaciones con respecto al valor nominal Errores de posicin: desviaciones en los ejes de un cuerpo con respecto a la posicin deseada, por ejemplo paralelismo Errores de forma: desviaciones con respecto a la forma ideal, por ejemplo errores en la cilindricidad, paralelismo y oval amiento

a) Error en la forma rKr.b) Errores dimensionales y de forma debidos como resultado del error de forma de un rea.c) Errores dimensionales y de forma debidos como resulta del error en la posicin relativa m.d) Errores dimensionales y de forma debido como resulta del error de inclinacin .Grados de tolerancia ITLos grados de tolerancia IT se refieren a los grados internacionales de tolerancia para un proceso industrial definidos por ISO 286. Este grado identifica que tolerancia se puede producir con un proceso dado para unas dimensiones determinadas.La tolerancia especfica para un grado IT en particula se calcula con la siguiente formula.

Donde: T es la tolerancia en micras (um) D es la dimensin media en milmetros (mm) ITG es el grado de tolerancia IT, en entero positivo Uno piensa en una dimensin clave de una parte y cul es la tolerancia requerida para esa dimensin, entre ms grande sea el grado ITG mas abierta es la tolerancia La precisin de las herramientas es muy importante para la precisin de las piezas conformadas, ya que el conformado es una forma de copiar en lo que se puede considerar la herramienta en un almacn anlogo de la forma del producto Las desviaciones de las dimensiones deseadas en las herramientas se muestra como errores sistemticos en el proceso Los requerimientos de las herramientas son: a) alta precisin b) cambios dimensionales pequeos debido a desgaste Para alto desempeo la calidad de la herramienta debe de ser 3 a 5 grados de tolerancia mejores a la precisin deseada Dados de forja IT 7/ 8 a 12 Herramientas de recalcado y dados de extrusin IT5/ 6 a 9 Anillos de pretensado para herramientas de extrusin IT3/ 4 a 7Expansin trmicaEn el caso de las herramientas de trabajo en caliente se debe considerar la contraccin trmica, es decir las herramientas de forja sern ms grandes que el producto. La correccin para esta contraccin se puede calcular como i=i(Tw-Tt).Donde es el coeficiente de expansin trmica

Material Coeficiente de expansin trmica entre la temperatura ambiente y (m/m-c)

DINAISI800C900C1000C1100C1200C

C45104511X10^-612X10^-613X10^-614X10^-615X10^-6

C90109015.5X10^-616.5X10^-617.5X10^-618.5X10^-619.2X10^-6

X12CrNi18830218.8X10^-619.2X10^-619.7X10^-620X10^-620.3X10^-6

X15CrNiSi252031416.8X10^-617.3X10^-617.7X10^-618X10^-618.3X10^-6

Condiciones para la factibilidad econmica de la forja de precisin El volumen de produccin es alto Los ahorros de material son considerables La forja de precisin elimina operaciones de mecanizado caras y tardadas como el brochado La vida de la herramienta es suficientemente larga para que se consiga ahorros significativos de la herramienta La inversin del capital se justifica por los ahorros

Precisin de mquinas y herramientas guiadoLos factores que afectan la precisin del proceso desde el punto de vista de las maquinas herramientas son: Guiado del ariete (martinete):- Controla la precisin de posicin entre las herramientas superior y la inferior- El error de posicin derivados de las fuerzas centradas o excntricas que resulte en inclinacin del material- El error de posicin sin cargaLas causas de estos errores de posicin desde el punto de vista del diseo de la mquina. Claro entre guas con la prensa sin carga Deformacin elstica local de las guas Inclinacin lateral del ariete Por ejemplo el error de posicin de una prensa mecnica para cargar es al menos 4 veces el valor medido sin cargaComo un valor gua para la precisin dl ariete sin carga (medido por la perpendicularidad de las guas del ariete con la superficie del ariete as como el claro de las guas) una tolerancia de amparar una carrera de 100 mm es normal mayor presin no es econmicamente posible.Mejores precisiones en el guiado se pueden obtener con guas con rodamientos.

FRICCION, LUBRICACIN Y DESGASTE

Fuentes de friccion en la forjala rugosidad superficial es una indicacin de que tanta diferencia hay entre valles y picos y cuantas resistencias de friccion habr.Los lubricantes actan para separar las superficies de contacto entre dado y piezaFriccion y lubricacin Los procesos de forja el flujo de materiales originado por la presin transmitida delos dados (matrices) a la pieza de trabajo Las condiciones de friccion en la interface herramienta/ pieza de trabajo afectan el flujo de material, la formacin de defectos internos y superficiales, los esfuerzos en las herramientas y los requerimientos de carga y energa. Caractersticas de los lubricantes utilizados en forja. Reducir friccion/ buena lubricidad. Prevenir adherencia y desgaste. Proveer buen ailamiento termicoespecialmente formado en caliente (vidrio como lubricante). Reducir la reaccin qumica (inserte) Reducir la erocion y el desgaste (non-abrasivo) No contaminante De fcil aplicacin y remocin (vidrio, grafito, inmersin, aspersin) Disponible a costos razonables

LubricantesLubricantes usados en forja fra: Estearato de fosfato de zinc (para acero) Estearato de aluminato de calcio, stereato de floruro de aluminio eestereato de fosfato (para aluminio) Oxalato de hierro + jabon alcalino (para acero inoxidable) MEC HOMAT lubricante con base de azufreLubricantes usados en forja tibio y en caliente: Grafito (para acero, acero inoxidable, aluminio, bronce y laton) Vidrio (para titanio) Disulfuro de magnesio (para titanio y aluminio) Emulsin de aceite mineral y cido graso (para aluminio cobre y bronce)Friccin y lubricantesValores prcticos de friccin:Ley de corte constante m es ms prctico para usarse en forja mientras que coulomb es ms prctico para formado de lmina.Para varias condiciones de formado, el formado es: 0.05 a 0.15 en forja en frio (lubricante convencional) 0.20 a 0.4 para forja en caliente en lubricante (lubricante convencional) 0.10 a 0.3 para forja en caliente para aleaciones TI y NI (con vidrio como lubricante) 0.7 a 1 en rolado en caliente (sin lubricante)- Determinacin de lubricante- El lubricante y la transferencia de calor interactan por lo tanto se deben tomar en cuenta los efectos de enfriamiento del proceso actuala) temperatura de probeta y dado, y tiempo de contacto entre dado y tochob) la generacin de superficie debe ser la misma c) la velocidad relativa debe ser la mismaPrueba de compresin de anillosLas dimensiones de la muestra y las temperaturas y velocidades de deformacin se deben seleccionar para que se ajusten a condiciones reales de deformacin.Un anillo se comprime entre dos dados planos. Se mide el dimetro interior del anillo de deformado y se compara con las curvas de calibracin, de esa manera determinar of m o m.Aspectos de lubricacin de grafito Es un material cristalino de estructura hexagonal El grafito se vuelve un lubricante cuando los vapores condensables de vapores orgnicos o agua se observan en las orillas de las plaquetas. Entonces el enlace en la direccin c se debilita y permite el deslizamiento El grafito de tamao 0.5 a 2.0 m se puede usar en forma coloidal

Lubricantes con partculas de grafito base agua y base aceite.Rociado (pulverizado, atomizado) sobre tochos y dadosSeleccin de lubricanteCmo aceite o libre de aceite?El aceite puede ser usado en algunas reas, pero en otras no debido a los riesgos de incendios y desecho del desperdicio.Se recomiendan lubricantes libres de aceite para mantener talleres ms limpios y reducir los riesgos de seguridad y desecho.La combinacin de tochos recubiertos y un lubricante para los dados o solo lubricante para los dados, cuales son estas ventajas de este mtodo: Un recubrimiento para tocho, tal como protege la superficie del metal contra la formacin de cascarilla (oxidacin). El evitar la cascarilla mejora el acabado superficial y mantiene el taller ms limpio. Un recubrimiento para tocho tambin ayuda con la lubricacin cuando la parte es conformada Un tocho recubierto tambin promover una mayor vida a la herramientaOptimacin de recubrimiento del tocho Trabaja con un ingeniero de ventas experto para determinar la mejora de temperatura del bao y la tcnica que se adapte a sus necesidades Los tochos se pueden recubrir a granel o en lnea Midiendo el contenido de los slidos y manteniendo la estabilidad del bao asegura resultados de seguridadEs posible usar un lubricante a base de grafito o lubricantes de grafito. El movimiento del metal con detalles intricados trabaja mejor con un lubricantes a base de grafito Para acabado de la superficie optimo se recomiende DELTAFORGE F- 31 Lubricante sin grafito tales como DELTAFORGE GP 980 o DELTAFORGE 1105 pueden ser usados en combinacin con los tochos recubiertosUsando solo un lubricante para los dados. Para la mayora de las forjas en tibio y caliente, se requieren lubricantes con base de grafito para cumplir con las especificaciones de acabado superficial y movimiento de material. Un lubricante sin base de grafito puede ser usado en casos simples, pero el desgaste del herramental aumentara asi como las fuerzas y energa requerida para mover el material.Como aplicar el lubricante al dadoLa tcnica depende de las necesidades de la herramienta sobre la que se aplica, y el tiempo total del ciclo.Elegir el rociado siempre que sea posible para optimizar la formacin de la pelcula de lubricante y mejorar la vida de herramienta y el acabado de la parte.Elija inundacin o una combinacin de pulverizacin e inundacin para tiempo de ciclos cortos pero como saber cundo se tiene que usar inundacin o pulverizacin. Las temperaturas de las herramientas deben de medirse en la aplicacin de la forja en tibio Si las condiciones a inundacin no cumplen con las condiciones que requiere el herramental, un sistema separado de pulverizacin puede ayudar a mejorar la formacin de pelcula de lubricante Usualmente el ciclo de inundacin es regulado para el enfriamiento, despus un ciclo de pulverizacin rpido en las reas en las que se necesitan mejor formacin de pelcula

CARACTERSTICAS DEL EQUIPO DE FORJALos forjadores modernos tienen acceso a una gran variedad de tipos de equipo de forja. Cuando se disea dados para forjar o al desarrollar procesos de forjado, a menudo el diseador se ve limitado a los equipos disponibles en la fbrica. Por lo tanto, no es siempre posible seleccionar el tipo de equipo ptimo para un trabajo de forja en particular.Es por esta razn principalmente, y debido a que ocacionalmente podemos tener la oportunidad de garegaruna nueva pieza a nuestro equipo, que es importante entender las diferencias principales entre las diferentes clases de equipo de forja y cmo ests diferencias tienen efecto sobre el proceso de formado de metal y sobre las decisiones de diseo del dado.En general existen cuatro caractersticas que deben ser comprendidas al seleccionar el equipo de forja; el porcentaje de deformacin del metal, la temperatura durante la forja, la consistencia, y la velocidad de produccin. A medida que se discuta cada clase de equipo, estos asuntos sern descatados.Estas caractersticas pueden ser definidas como.El porcentaje de deformacin del metal es en general, el porcentaje de cierre del dado o la velocidad relativa entre los dados. Esta velocidad es fcilmente medida, controlada y frecuentemente se utiliza para propsitos de anlisis. El porcentaje de deformacin depende de la maquinaria utilizada y se puede adaptar a los requerimientos de material a temperaturas altas de forja, la mayora de los materiales son sensibles al ndice de la deformacin.La temperatura durante el forjado se refiere tanto a la temperatura de la pieza antes del forjado as como la temperatura durante el forjado.En raras ocasiones la temperatura durante el forjado es uniforme. Esta es afectada por el tiempo de contacto con el dado, la temperatura del dado, el porcentaje de deformacin y otros factores.La distribucin de temperatura o gradiente de temperatura puede afectar el xito de la forja.La consistencia es el proceso de forja usualmente se refiere al control dimensional. Tambin puede referirse a la capacidad del equipo para lograr este control dimensional ya sea mediante la aplicacin de energia, control de temperatura, una fuerza repetible o el cierre de los dados.La consistencia se logra solo cuando todos los componentes de una celula de forjado esta individualmente dentro del control.La velocidad de produccin es el nmero de partes producidas por unidades de tiempo. Esta puede ser muy baja en caso de mquinas lentas o muy altas para mquinas de muy alta velocidad.Los factores principales que determinan estos son la velocidad de golpe, la velocidad de la biela y el grado de automatizacin.

Tipo de equiposEl equipo para forja puede ser clasificado en tres grandes categoras; mquinas de carga restringid, mquinas de carga restringida y mquinas de energa restringida. Las mquinas de carrera restringida generalmente incluyen solo prensas hidrulicas, debido a que tiene una fuerza limitada determinada por la operacin o por el dimetro del martillo.Las mquinas de carrera restringida incluyen las prensas de manivela y las prensas excntricas, estas prensas tienen una flecha o una manivela excntrica que define la carrera del trabajo de la mquina y no puede ser alterado sin una modificacin mayor del equipo.Finalmente las mquinas de energa restringida incluyen martinetes y prensas de tornillo, estas mquinas tienen una cantidad limitada de energa disponible para propocitos de deformacin aunque puede golpear las piezas de trabajo de mltiples ocasiones. Ahora examinaremos cada una de ellas.Mquinas de carga restringida

Las prensas hidrulicas tienen una capacidad mxima definida por la mxima presin hidrulica y el tamao del pistn o pistones impulsadores.Debido a que se puede utilizar varios pistones, la capacidad de la prensa puede ser muy grande, de hecho las prensas ms grandes en existencia son hidrulicas. Las prensas hidrulicas son utilizadas para forjar con dado abierto de lingotes y grandes planchas.Debido a que la fuerza de la prensa hidrulica puede ser desarrollada en distancias muy largas, la capacidad de energa de forja de la prensa es casi limitada.La prensa hidrulica tiene una velocidad relativamente lenta en el rango de 0.5 a 5 pulgadas/segundo. La velocidad del martillo es usualmente controlado dentro de lmites estrechas y pueden incluso ser cambiados si es necesario durante la carrera de la forja, por lo tanto el rango de deformacin es lento.Las prensas hidrulicas son fcilmente controladas y por todo pueden ser muy considerables, cuando se necesita una precisin muy alta en la aplicacin de dados cerrados, los dados pueden cerrar sobre zapatas de unin o sobre superficies de calibracin, en estos casos la tolerancia de cierre de los dados son muy pequeas y la consistencia es excelente.Debido a la baja velocidad del martillo, las prensas hidrulicas tienden a tener una baja velocidad de produccin. En aplicaciones normales esto no es un detrimento sin embargo puede ser un factor cuando se encuentre una aplicacin inusual.

Cmo funciona la prensa hidrulica grficamente.

Ventajas de la prensa hidrulica de accin sencilla1) Una ventaja es que esta prensa no se puede ser sobrecargada porque cuenta por lo menos con dos vlvulas de liberacin.2) Todo el tonelaje puede ser desarrollado a lo largo de toda la carrera, mientras que en la prensa mecnica el tonelaje disponible es una funcin de la carreara.3) El tonelaje es ajustable permitiendo la operacin con bajo tonelaje para troqueles frgiles4) El desplazamiento es ajustable para el trabajo que se va hacer.5) La fijacin de los herramentales en la prensa es ms sencilla porque no es necesario ajustar por variaciones de espesor en la materia prima.6) La velocidad de embutido permanece constante durante toda la carrera.7) En general las prensas de carrera larga son menos caras que las prensas mecnicas.Desventajas de la prensa hidrulica de accin sencilla1) Se necesita un motor ms grande comparado con una prensa mecnica porque no hay volante de inercia dond se puede almacenar energa. Sin embargo no requiere ms corriente que una prensa mecnica de la misma capacidad.2) No se aplica generalmente a operaciones de recorte porque la onda de choque a l momento de la fractura es perjudicial para la tubera, sellos y conexiones de las prensas. Estas desventajas no son las importantes ahora debido a mejores tcnicas de soldadura, cabezales y juntas flexibles.3) Generalmente se consideran que son ms difciles de mantener que las prensas mecnicas, debido a que las reparaciones de las prensas mecnicas se pueden detectar visualmente y en la prensa hidrulica es necesario conocer muy bien el circuito hidrulico para determinar la falla.4) Mltiples herramientas son generalmente no posibles a menos que las presiones estn muy bien balanceados.

Resumen de la prensas hidrulicasRango de deformacin-------------------bajoPerdida de temperatura------------------altaConsistencia---------------------------------muy buenaVelocidad de produccin------------------baja

Mquinas de carrera restringida

A veces ampliamente conocidas como prensas mecnicas, las prensas de manivela o excntricas son ampliamente construidas para impresin y forja con dados cerrado. Estas son clasificadas como de carrera restringida porque la manivela o flecha excntrica determina la carrera del martillo y esta no puede ser cambiada. La velocidad del martillo est determinada para la velocidad del volante y la geometra del impulsor, usualmente puede ser un mecanismo de manivela deslizante o de un cople scotch, la velocidad de golpe es tambin una medida de la velocidad del martillo, una curva tpica de tiempo vs golpe.En esta prensa, el torque mximo disponible d la manivela o flecha excntrica est controlada por el clotch. El torque permite que el martillo valla desde el centro muerto inferior donde carga en lo mayor posible y regresa hacia la parte superior de su carrera.En las prensas mecnicas, los rangos del tiempo del contacto van de 20 a 100 milisegundos. El tiempo est determinado por la cantidad de deformacin de metal que ocurre, la desaceleracin de la prensa y la rigidez de la prensa.Estos dos primeros factores estn relacionados. Mientras aumenta la cantidad de movimiento del metal, se requiere ms carrera de la prensa y ms energa de forjado por tanto la prensa desacelera ms y los dados entran en contacto con la pieza de trabajo durante ms tiempo.La velocidad de cierre del dado en las prensas mecnicas es no lineal, esto quiere decir que la velocidad est relacionado con la cintica del mecanismo impulsor.En todos los casos sin embargo la velocidad real cerca del centro muerto inferior es casi cero, debido a que el dado se mover sin haber cerrado, toda la deformacin del metal tiene lugar antes de que la prensa alcance este punto.Para propsitos prcticos, la velocidad de cierre de los dados pueden ser estimada entre 12 y 24 pulgadas/segundo para la mayora de las forjas, est an se encuentra relativamente en el rango de baja velocidad.En las prensas mecnicas, la velocidad de produccin pueden ser altas esto le proporciona capacidad a la prensa para manejar partes en varias estaciones de forjado simultneamente, para permitir el corte junto con el forjado, o para ser automatizadas. En todos los casos se utiliza un solo golpe por estacin de forja y por lo tanto son necesarios tantos golpes como estaciones de forja que existan.Cuando se utilice ms de una estacin de forjado al mismo tiempo, el ritmo de produccin se incrementara siempre y cuando la prensa tenga adecuadas capacidades. La automatizacin se puede aplicar para agilizar el tiempo y por lo tanto el ritmo de produccin global.Cmo funciona la prensa hidrulica grficamente.

Ventajas de la prensa mecnica de accin sencilla1) La prensa mecnica de accin sencilla es ms rpida que la prensa hidrulica convencional.2) Es la mejor prensa para las operaciones de punzonado por su resistencia a las ondas de choques 3) El motor requerido es ms pequeo que el de la prensa hidrulica, porque puede almacenar la energa en el volante de inercia.4) Puede ser adaptada con sistemas con transferencia de rodillos o translacin y para troqueles progresivos.5) Las personas mecnicas de carrera cortas son ms econmicas que las prensas hidrulicas.Desventajas de la prensa mecnica de accin sencilla1) La prensa mecnica con cojinete tiene un tonelaje mximo a una cierta distancia arriba del fin de la carrera, usualmente .2) La prensa mecnica no se ajusta a s misma para compensar por variaciones de espesor en la materia prima. Lo cual requiere ms cuidado al ajustar los troqueles y compensar por las variaciones de espesor en la materia prima.3) Cuando una prensa mecnica se usa para embutido que es casi la mitad de la carrera entra en accin a una velocidad alta y la velocidad se reduce al continuar hacia abajo. Por lo tanto no le da tanta oportunidad al material para fluir como la prensa hidrulica.4) La prensa con cojinete tiene un tonelaje mximo a una cierta distancia arriba del fin de la carrera, usualmente .5) La prensa mecnica no se ajusta a s misma para compensar por variaciones de espesor en la materia prima. Lo cual requiere ms cuidado al ajustar los troqueles y compensar las variaciones del espesor de la materia prima.6) Cuando una prensa mecnica se usa para embutido que es casi la mitad de la carrera entre la accin a una velocidad alta y la velocidad se reduce al continuar hacia abajo. Por lo tanto no le da tanta oportunidad al material para fluir como la prensa hidrulica.

Resumen de la prensas mecnicasRango de deformacin-------------------bajo a medioPerdida de temperatura------------------moderadaConsistencia---------------------------------buenaVelocidad de produccin------------------moderada altaPrensa de tornillo

La mayora de las prensas de tornillo estn impulsadas por un motor elctrico y el volante de algn tipo. Unos cuantos diseos estn directamente estn impulsados por uno o ms motores elctricos y un mecanismo de embrague. En cualquier caso, el impulsor gira un tornillo grande que enseguida acelera el martillo hacia abajo, al momento del impacto (contacto con el dado), la direccin del tornillo se invierte y el martillo es elevado hasta la parte superior de la carrera.La energa est limitada por el volante o la combinacin del motor / clotch al controlar el tiempo de embrague del clotch o del volante, se puede cambiar la cantidad de energa para adaptarse a las condiciones de forja.La velocidad del tornillo, oscila desde 24 a 48 pulgadas/segundo, esta velocidad est relacionada con la velocidad del volante o el tiempo de embrague del clotch.A diferencia de las prensas mecnicas, la velocidad mxima ocurre en la parte inferior de la carrera. Por tanto, la prensa de tornillo produce un rango de deformacin mucho mayor. La resistencia a la deformacin de los materiales puede resultar en la generacin de cargas de forjado ms altas, todos los dems factores permanecen iguales.La consistencia de las prensas de tornillo est determinada por una rigidez y por la ubicacin de los dados de impresin o estaciones. La mayora de los diseos de prensas de tornillo libera su carga en un solo punto, justo debajo del tornillo. Este aspecto es muy similares a las prensas de una sola biela.A diferencia de las prensas mecnicas, existe poca oportunidad para lograr estabilidad lateral con un apoyo ancho. En cambio la carga se transmite atreves de los filetes de una cuerda o, en algunos casos atreves de un apoyo de pivote.El desgaste de cualquiera de estos trae como resultado un apoyo defectuoso y poca estabilidad para un trabajo centrado. Los rieles largos sirven ms para prevenir la excesiva rotacin del martillo (por la rotacin del martillo) que para incrementar la capacidad de la prensa para trabajos pesados.Las prensas de tornillo usualmente tienen reas de cama menores que sus equiparables las prensas mecnicas, como resultado sus dados son ms parecidos a los del martinete de forja y previene el uso de ms de una estacin de trabajo al mismo tiempo. Al igual que los martinetes de forja, las prensas de tornillo pueden ser utilizadas para mltiples golpes en cualquier estacin dada, esta caracterstica, sin embargo no se utiliza frecuentemente debido a que lqas prensas de tornillo tiene niveles de energa mucho mayores que un martinete de forjado comparable.Las prensas de tornillo son casi tan fciles de automatizar que las prensa mecnicas de all que su velocidad de produccin es normalmente alta para partes simples a moderada para partes ms complicadas.

Resumen de la prensas de tornilloRango de deformacin-------------------moderado altoPerdida de temperatura------------------moderadoConsistencia---------------------------------adecuada o buenaVelocidad de produccin------------------moderada alta

MartineteLos martinetes son la manera ms antigua de herramientas de deformacin de metales. Estas se originaron como el martillo del herrero y se han desarrolladoEn poderosas herramientas con capacidades de energa de hasta 580,000 pies/libra.

Caida libre del martilloP.E= mgHPoder del martilloP.E= mgH + pAHCuando m= masa de la ramg= gravedadH= altura de la cada de la masa ramP= presin del pistnA= rea del pistn

La energa el, martinete de forja est determinada por su peso de cada y su velocidad de impacto. En los martinetes de forja de cada por gravedad, esto est calculado por el peso de todas las partes que caen (incluyendo el dado) y la altura sobre la cual recae el peso de las partes que caen y la presin efectiva de impulso, las prdidas de presin y la presin generalmente resulta en una presin efectiva de aproximadamente de la mitad de presin en lnea.La diferencia de cualquier de las prensas la estructura del bastidor del martinete de forja no soporta carga. Las partes generadoras de fuerza son los martillos y el yunque, justo como si fuera el martillo y el yunque del herrero.La estructura del bastidor proporcionado solamente la gua y un medio de sostener y localizar el cilindro o el mecanismo impulsor. La fuerza es generalmente en el martillo al convertir la energa cintica del martillo de deformacin de la prensa de trabajo, la eficiencia de esta conversin depende la la cantidad de deformacin la fuerza resultante, la relacin de peso entre el yunque y el martillo. En trminos prcticos raramente excede al 90% cuando se ejecuta el trabajo de forja. Cuando tiene lugar una pequea deformacin, ms grande proporciones de la energa son almacenadas en los componentes de martinete de forja y por tanto requiere ms golpes del martillo para completar el trabajo de forja.Los martinetes de forja generan velocidades de impacto que varan desde los 150 hasta 300 pulgadas/segundo. La velocidad de impacto puede ser controlada al limitar la altura de cada, por medio del ajuste de la posicin del pedal que hace el operador y la velocidad, o pre programado una vlvula te temporizadora en las maquinas modernas. Estos controle son necesarios en algunos casos para controlar el flujo del metal, sin embargo la forja por martinete an resulta en rangos de deformacin altos.Los martinetes de forja cuentan con los cuerpos generadores de fuerza ms compactos de cualquier equipo de forja de su clase considerado en esta seccin. Se puede mostrar que en esta compactacin resulta en un menor tiempo de contacto entre los dados durante la forja. El contacto est relacionado con la cantidad de deformacin y la energa aplicada una gran deformacin, el tiempo de contacto es relativamente largo. Cuando se aplica mucha energa a una pieza y la deformacin es pequea el tiempo de contacto es muy corto. Los valores tpicos van desde 2 a 20 milisegundos, como resultado la forja por martinete de forja resulta en la perdida de temperatura ms baja durante el contacto con el dado.Los martinetes de forja pueden ser maquinas muy productivas dependiendo en la forma que son operados y si el sistema de calefaccin puede suministrar un buen calentamiento en el materialResumen de la prensas de tornilloRango de deformacin-------------------altoPerdida de temperatura------------------bajoConsistencia---------------------------------adecuada o buenaVelocidad de produccin------------------moderada Resumen de caractersticas de las prensasRango de deformacinPerdida de temperaturaConsistenciaVelocidad de produccin

Prensa hidrulicaBajo Alto Muy buenoBaja

Prensa mecnicaBajo a medioModeradoBuenaModerada alta

Prensa de tornilloModerado a altoModeradoAdecuada abuenaModerada a alta

Martinete de forjaAltoBajoAdecuada a buenamoderada

PROCESO DE FORJACalentamientoLa forma ms antigua de calentamiento del lingote es lo que llamaremos / conectiva. Originalmente es la forma del herrero, el metal era calentado quemando coque con aire mientras la pieza de trabajo era colocado a los carbones. Existen tres formas de calentamiento que veremos a continuacin.Primera forma de calentamiento.En las formas ms modernas se utiliza un horno alimentado con combustibles, el gas o el petrleo son quemados con un exceso de aire para calentar las paredes del horno. Las paredes entonces irradian al calor hacia el interior del horno y hacia cualquier material dentro del horno.El material es calentado por una combinacin de mecanismos con radiacin siendo el predominante seguido por conveccin. No es deseable tener la fama del horno directamente sobre el trabajo ya que esto resultara en un rpido sobrecalentamiento y posiblemente en la funcin de la superficie.Otra forma de este tipo de horno radiante elctrico. Este tipo, unidades de calentamiento elctricas se utilizan para calentar las capas o superficies del horno y el inferior del metal. Este caso existe menos posibilidades de quemar y de una cierta tendencia menor a la formacin excesiva de escamas.El control de temperatura del tocho no es usualmente muy consistente con este tipo de horno. Los controles de temperatura se utilizan para regular la temperatura del horno pero el tiempo en el horno y la ubicacin de la pieza de trabajo tiene un gran efecto sobre la temperatura de la forja final y su uniformidad.La lenta velocidad de calentamiento permite ms tiempo para la formacin de escamas u oxido y puede tambin permitir el desarrollo de estructuras metalrgicas defectuosas. Un rango eficiente se muestra en el siguiente cuadroTipos de hornosEficiencia de calentar Qeff/Qs,%

Horno de cmara alimentadora por gas sin precalentamiento del aire 6-12

Horno de cmara para calentamiento de tocho con precalentamiento de aire 18-25

Hornos del tipo cin empujador 25-30

Hornos de ciclo fijo (hornos de calentamiento continuo) 35-40

Debe notarse que los hornos radiantes tienen la ventaja de poder calentar bastante bien las partes con formas irregulares y requieren poco tiempo de ajuste para corridas cortas.Segunda forma.Un mtodo de calentamiento ampliamente utilizado es el calentamiento por induccin elctrica. Utilizando un buen conocido principio fsico de que una que una corriente pasa a travs de una barra induce una corriente dentro de la barra, el calentamiento por induccin utiliza una corriente alterna de alta frecuencia para inducir suficiente corriente para calentar la barra a temperaturas de forja.Cualquier material conductor de la electricidad se puede calentar por induccin, el tamao es una funcin de material y la frecuencia de oscilacin.La fsica del mtodo dicta que el calor es generado primero en la superficie de la barra.

El calentamiento por induccin es relativamente rpido y se puede utilizar para calentar tochos relativamente grandes hasta de 6 pulgadas o ms en aplicaciones especiales. Se debe observar ciertas precauciones al seleccionar la frecuencia del calentamiento y la velocidad de alimentacin a travs de las bobinas de induccin. Una frecuencia demasiado alta con un periodo de inmersin corto produce lo que parece ser una salida de calefactor alta. La mayora de los tochos sin embargo no estaran uniformemente calentados en el centro.El control de la temperatura en los sistemas de calentamiento por induccin usualmente es bueno. La salida es consistentemente calentada y la temperatura de salida es usualmente monitoreada por un sensor de temperatura ptico.Cuando se detecta variaciones, la mayora de los sistemas de calentamiento permiten que los tochos incorrectamente calentados sean rechazados.La formacin de escamas en los sistemas de calentamiento por induccin generalmente no es un problema las unidades incorrectamente ajustadas o diseadas que tienen una frecuencia demasiada alta o tiempo de precalentamiento excesivo puede producir una formacin excesiva de escamas.Tercera formaOtro sistema de calentamiento es el calentamiento por resistencia elctrica. Est basado en el principio de que una corriente elctrica que pasa a travs de un alambre resulta en un incremento de la temperatura del alambre, un ejemplo comn es el foco incandescente.Los aparatos de calentamiento por resistencia elctrica hacen pasar un bajo voltaje y un alta corriente a travs d la pieza de trabajo o tocho fijado entre dos electrodos. A medida que la corriente fluye a travs del tocho, la resistencia del tocho provoca que la temperatura se incrementa rpidamente desde el centro hacia afuera.Los calentadores de resistencia utilizan una serie de controles que incluyen temporizadores de ciclo para la aplicacin inicial de la corriente y el tiempo de precalentamiento. El tiempo de precalentamiento se requiere para permitir que el calor sea uniforme distribuido sobre la longitud de la barra, demasiada corriente o una corriente aplicada durante mucho tiempo pueden provocar que los extremos de las barras se quemen.En el calentamiento por resistencia el control de temperatura normalmente es bueno. Se utilizan sensores de temperaturas simples para asegurarse que la temperatura de la barra se encuentra en el rango correcto. Cuando se requiere, se puede utilizar sensores ms avanzados para un control ms cerrado.Sin embargo los extremos fros, pueden ser un problema, y cuando estos se presentan, usualmente se requiere alguna tolerancia en el dado. La formacin de escamas no es un problema con la resistencia debido a que es un proceso rpido y es adecuado solamente para tamaos de barras relativamente pequeas que son menores de 2 pulgadas.La remocin de escamas antes del calentamiento es necesario para asegurar un buen contacto de los electrodos del tocho. De la misma manera se requiere extremos con formas cuadradas y pequeas distorsin ya que esto afecta tambin a la fijacin de las piezas.PreformadoEl preformado se define como aquellas operaciones de formado del metal que precede de las operaciones de formado de la rebaba. Estas pueden estar en el dado de los martinetes, o ejecutadas en piezas auxiliares de equipo. Para una referencia rpido, los siguientes se pueden considerar como pasos para el preformado.En el dado. Perfilado Estirado Rolado Aplanado Doblado LaminadoProcesos auxiliares Rolado reductor Rolado transversal Recalcado Rolado de anillos LaminadoBusting / blokingEstos procesos son las primeras impresiones de formacin de la rebaba y est diseada para distribuir el metal para la operacin de acabado. Su diseo es crtico para el xito de la operacin de acabado y para la vida de las herramientas.TerminadoEsta es la operacin final de formacin de la rebaba que da a la parte el tamao y la forma finales. Aqu es donde se aplica los detalles finales como por ejemplo los logotipos de las marcas registradas.CorteLa operacin de corte remueve todo el exceso de rebaba de la forja terminada, normalmente es una simple operacin de cizallado o punzones. El corte puede ser complicado porque puede inducir una distorsin no deseable an la parte, en ese caso se deben tomar medidas especiales para eliminar o prevenir estos problemas. AcuadoEl acuado o calibracin es un proceso donde reduce las tolerancias en la forja terminada. El acuado, como su nombre lo dice, produce muy pequeas deformaciones y normalmente se llevan a cabo localmente, no sobre la parte completa.El proceso puede ser en caliente o en frio, puede ejecutarse junto con el corte o como una operacin terminada. En la industria de las herramientas manuales, por ejemplo, el acuado en frio es a veces utilizado para aplicar el nombre de la marca comercial a la parte terminada, esto en la mayora de las veces es realizado por cuestiones estticas ya que la informacin aplica en frio es ms precisa y ms fcil de leer para el consumidor.Procesos auxiliaresEstas son operaciones especiales de formado que no puede ser realizado durante la forja. Por ejemplo, un eslabn de reparacin de una cadena puede tener elementos de diseo en un plano perpendicular en la curva del eslabn.Puede no ser posible forjar ambos elementos pero la forma deseada puede ser doblada en frio para obtener la forma correcta del eslabn. Otro ejemplo es un brazo de la palanca de velocidades de un automvil, esta palanca tiene demasiadas compensaciones para ser forjada en la posicin curva.Por lo tanto se forja en forma recta y se dobla en una operacin auxiliar despus del corte mientras an est caliente. Por lo tanto, se forja en forma recta y se dobla en una operacin auxiliar despus del corte mientras an est caliente. Se sigue entonces una operacin de acuado en caliente para asegurar la tolerancia de compensacin correcta.

FUNDAMENTOS DE LA METALURGIALa metalurgia es la ciencia que trata con la preparacin y aplicaciones de los metales y aleaciones.La metalurgia se clasifica en tres grandes grupos: Metalurgia Qumica; Es la rama de la materia que trata de la reduccin de los metales desde sus minerales y la refinacin y aleacin de tales metales. Metalurgia fsica; Es la rama de la materia que trata con la naturaleza, estructura y propiedades fsicas de los metales y aleaciones. Metalurgia mecnica; esta parte de la rama trata del trabajo y formacin de metales y aleaciones, tales como fundicin, forja, rolado y reduccin.Estas ramas estn muy ntimamente relacionadas entre s y cada una tiene su influencia sobre la calidad del producto terminado.

Manufactura del hierro y aceroEl hierro y el acero son probablemente los materiales de ingeniera ms comunes para la construccin de maquinarias o para productos de forjado utilizados en los automviles, aeronaves, barcos, motores, transmisiones, tuberas, herramientas, manuales y otros productos. Debido a esto es que tan importante grupo de metales y aleaciones, ser interesante ver como son producidos y procesados para uso industrial.La materia prima para el hierro y el acero es el mineral de hierro. En los estados unidos, el rango del contenido del hierro en el mineral de hierro va desde el 72% hasta un porcentaje tan bajo que es el 25%. El resto del mineral contiene oxgeno, agua, carbonatos, azufre, fosforo, manga necio, silicio y rocas sin valor. El mineral normalmente se beneficia para remover tanto como sea posible del contenido sin valor por medio de la separacin o disolucin de los constituyentes no deseados. Despus es pele tizado y el embarcado a la siderrgica para su proceso posterior.Tipo e identificacin de los aceros comunesEl acero en realidad es hierro al que se le agregan algunos otros constituyentes elementales estos son: Carbono: es la adicin ms simple y tal vez la ms importante para fabricar el acero. El rango de contenido de carbn para los acero ms comerciales van desde 0.08% al 0.95%. El carbono es importante debido a que a porcentajes muy pequeos de este puede traer como resultado grandes diferencias en propiedades. Los aceros de bajo carbono no responden al tratamiento trmico en ningn grado significativo. Los aceros de carbn medio, esto es, aquellos con 0.2% mas carbn, pueden ser templados y la tenacidad del acero se incrementa del 50 al 100%. Los aceros de alto carbn son diseados para aplicaciones que requieren una dureza muy alta, retencin de filos de corte, o para partes que requieran alta dureza. En estos aceros, un porcentaje adicional de 0.4% de carbn resulta en un incremento del 50 al 75% de resistencia y dureza.Silicio (Si): Es un elemento que est presente desde el proceso de refinacin. La mayora de los aceros contienen desde un 0.2 hasta un 0.35%. El silicio ayuda a mejorar la ductilidad.Manganeso (Mn): Esta normalmente presente con al menos 1.65% y contribuye a la resistencia y dureza en un menor grado que el carbono. No se separa durante el enfriamiento y tiende a minimizar la formacin de sulfuros de hierro que pueden degradar el metal.Fsforo (P): A veces es considerado una impureza excepto cuando se desea su efecto benfico sobre el maquinado o la resistencia a la corrosin atmosfrica. Tiende a reducir la ductilidad y tenacidad y por tanto normalmente se mantiene a un nivel mnimo por abajo del 0.035%Azufre (S): Normalmente se le considera un elemento no deseado excepto donde la maquinabilidad es una consideracin primordial. Aqu los sulfuros actan como rompe virutas. Los sulfuros tambin reducen la ductilidad y la resistencia al impacto. El sulfuro (sulfuros) tambin se agregan significativamente en la solidificacin y frecuentemente ocurren en los lmites de grano. Cuando el azufre est presente en concentraciones por arriba del 0.04%, las concentraciones de los lmites de grano pueden ser una causa de fracturas en las lneas de corte. Ms aun, los aceros con alto contenido de azufre son ms sensibles al sobrecalentamiento. Por lo tanto los forjadores deben ser muy cuidadosos cuando calentamiento para la forja.Aceros de aleacin - tienen otros elementos aleables agregados adicionalmente a aquellos que se encuentran en los aceros al carbn. Entre estos estn:Nquel (Ni): es uno de los elementos aleables fundamentales del acero. Cuando est presente en cantidades considerables (0.3 a 2.0 %) proporciona entre otras ventajas, tenacidad mejorada, particularmente a bajas temperaturas, resistencia mejorada a bajos niveles de carbn sin tratamiento trmico; procedimientos de tratamientos trmicos simplificados y ms econmicos; menos distorsin en el enfriado y resistencia a la corrosin mejorada.Cromo (Cr): Se utiliza en los aceros de ingeniera principalmente para incrementar la profundidad de templado, proporcionando resistencia a la abrasin mejorada y para promover la carburizacin. Molibdeno (Mo): Tiene un gran efecto sobre la templabilidad por unidad de adicin que cualquier otro elemento aleable; es til cuando se desea un control preciso de la templabilidad; tiene un poderoso efecto para incrementar la tensin de temperaturas altas y las pruebas de fluencia en las aleaciones ferrosas; cuando se agrega a los aceros con alto cromo o con aceros resistentes a la corrosin de cromo-nquel, la resistencia de los aceros a muchas formas de ataque corrosivo se mejora grandemente, y el molibdeno hace a los aceros menos susceptibles a la fragilidad de revenido.Vanadio (v): es utilizado para refinar el tamao del grano y para mejorar el balance de propiedades mecnicas y otras propiedades especiales. El vanadio se encuentra en los aceros para resortes, placas de acero, y aceros de alta temperatura.Aceros grado herramentalesSon composiciones de acero especiales que cumplen las demandas de las herramientas de formado y corte. Cada uno de estos materiales ha sido especialmente diseado para proporcionar propiedades especiales. Estn designados por el tipo de medio de enfriamiento utilizado o por una letra que indica el rea de aplicacin, estos incluyen.

DesignacinDescripcinUso

ATemplado el aire, alta estabilidad dimensional, para el trabajo en frioDados de formacin de la forma (black), dados de corte, dados de acuacin

DTemplado al aire, alta estabilidad dimensional, excelente resistencia al desgaste, para el trabajo en frio.Los mismos que los anteriores con la adicion de dados de extrusin y dados de reduccin.

WAcero de carbono sin aleacin, templado en agua, alta resistencia y dureza.Macho para roscar, escariador, dados de formacin de la forma.

STemplado en agua, aleacin de molibdeno, acero extremadamente tenaz para trabajo en frio.Dados de corte, dados formadores y de acuado de trabajo pesado, herramientas de impacto

OTemplado de aceite, aleaciones de alto manganeso, alta dureza para trabajo en frioDados formadores, dados de corte

LTemplado de aceite, alta tenacidad, aleacin, cromo- niquel para trabajo en frio.Punzones, dados de formacin, dados de laminado

HAceros grado herramienta para trabajo en caliente con adiciones de cromo molibdeno y vanadio para trabajo en caliente.Dados de forja, dados para forja en caliente con impreciones profundas, dados de punzonado en caliente.

MAceros de alta velocidad con adiciones de cromo, molibdeno, tungsteno y vanadio para buena dureza y resistencia al desgaste para altas temperaturasHerramientas de corte para tornos, taladros, fresadoras, machuelado, etc. Pueden usarc para insertos de herramientas donde existe calor

Tamao de grano Tamao de grano es una medida del tamao relativo de los granos o cristales que forma el metal. Todos los metales tienen una estructura cristalina. A medida que el metal se calienta, los granos crecen ligeramente hasta que ocurre la transformacin. Entonces los granos se rompen en granos muy finos. Estos crecen rpidamente y su tamao mximo est determinado por el tiempo en que estn a temperatura elevada. Los granos son importantes para las operaciones de forja, porque los granos grandes se forman ms fcilmente que los granos finos. Sin embargo, los aceros con granos finos tienden a tener mejores propiedades durante el enfriamiento. La mayora de los aceros que se calientan rpidamente, mantienen una estructura de grano fino. El tamao de grano resultante despus de la forja es una funcin de la velocidad de enfriamiento. Los aceros enfriados lentamente tienden a tener un tamao de grano mayor que aquellos que se enfran ms rpido. Es de esperarse que las partes pequeas que se enfran rpidamente tengan un tamao de grano pequeo.

PROCEDIMIENTO DE FORJA DEL MARTILLO AVX EN LA CELULA CECO 23Induccin del martillo AVXDescripcin:1. Coloque los tochos y llene el alimentador del horno de induccin.1. Encienda el horno de induccin y el ciclo automtico de alimentacin de tochos hacia el horno.

1. Las piezas deben salir con una temperatura de 1100C a 1200C, con un ciclo de 30 segundos por tocho.

UP SET AVXDescripcin:1. Abrir la presin del aire dirigido al barril y coloque el tocho dentro del barril.

1. Accione el pedal para que baje la masa de la prensa una sola vez.

1. Accinelo nuevamente para terminar el conformado de la pieza y saque la pieza del barril.

1. Verifique que la preforma tenga la cupla con las siguientes especificaciones de dimetro mximo del up set (16oz= 3.6 +- .05, 20oz= 3.8+-.05, 22oz= 3.9+-.05, 28oz= 4.1+-.05).

1. Limpie y lubrique el barril despus de cada pieza echa.

Rolado AVXDescripcin:1. Sujete la preforma obtenida del up set de la parte de mayor dimetro (cabeza de la preforma).

1. Introduzca la pieza entre los rodillos de izquierda a derecha pasando la pieza por los 4 canales, pasndolo una vez en el canal 1, una vez en el canal dos, 3 veces en el canal 3, y dos veces en el canal 4, girar la pieza 90 sentido horario para pasarlo por cada uno de los 4 canales.

1. Deposite la pieza en el horno de gas limpie los rodillos con grafito.

Forja AVX Descripcin:1. Coloque y mantenga en el horno de gas mximo 8 piezas ya roladas.1. Tome una pieza por el lado de la flecha y squela del horno.1. El dado tiene 3 moldes los cuales son mariposa preforma y finalizado, el la figura que se ve a continuacin nos muestra que el molde 1 es el mariposa el 2 es la preforma y por ltimo el 3 es el finalizado.

1. Accione el pedal una vez en el molde mariposa.

1. Accione el pedal nuevamente en el molde de preforma.

1. Una vez ms se accionara el pedal para el ltimo pazo el cual es el molde del finalizado y verifique que la pieza tenga la forma deseada.

1. Los diferentes tipos de AVX (16oz, 20oz, 22oz, 28oz) llevan diferente presin de parte del martinete el cual se ajusta en su tablero de control y as darle las presiones adecuadas y nmero de golpes para cada tipo de martillo AVX.

1. Estas son la presin y numero de golpes que estn especificados de acuerdo a cada tipo de martillo (la presin esta en LB/FT^).

AVXMARIPOSANo. De golpesPREFORMANo. De golpesFINALIZADONo. De golpes

16 oz3000160003120001

20 oz3000160003120001

22 oz5000170003130001

28 oz5000170003140001

Recorte AVXDescripcin:1. Tome la pieza del banco para proceder con el recorte.

1. Coloque la pieza en el recortador, accione el pedal una sola vez.

1. Tome el sobrante del recorte y pngalo en el contenedor de scrap.

1. Recoja la pieza del troquel para formar la ua, verifique que la pieza salga bien recortada con el mnimo de rebaba en la zona de particin.Formacin cavidad AVXDescripcin:1. Coloque la pieza en el primer troquel (formado de ua).

1. Asegurece de retirar la pepa del herramental accione el pedal una sola vez.1. Verifique que la pieza tenga la forma deseada.1. Coloque la pieza en el tercer troquel (formador de cabeza).

1. Accione el pedal una sola vez y verifique la pieza que tenga la forma deseada.1. Tomar la pieza terminada y colocarla en el contenedor de piezas forjadas y asi para que un operador se las lleve al siguiente proceso.

CONDICIONES DE LAS MAQUINAS DE FORJAAc veremos las condiciones que deben tener las mquinas de forja para poder realizar el martillo AVX ( one piece ), las cuales son necesarias 8 mquinas las cuales son el horno de induccin automatizado, SET UP, el rolado, el horno de gas, el martinete, recorte flash, primer troquel (formar la ua) y segundo troquel (formar el cilindro).Tambin hay que considerar la vida de los herramentales que utilizan cada mquina que a continuacin veremos cuales tienen que ser sus condiciones y cada cuanto hay que hacer cambio de los herramentales.Horno de induccin.El horno deber tener una temperatura de (1100 a 1200) C.Tiempo de ciclo es de 30 seg.Panel de control condiciones de voltaje y amperios que deben tener.

Voltaje %RangoEn KW %Rango

MAX94.6875 V41156 KW

MIN96.21125V52.9180 KW

Amprs %Rango

MAX111.3420 A

MIN120.4492 A

Panel de control del horno de induccin automatizado.

UP SETEl up set es una maquina tipo prensa en la cual lleva una herramienta llamada barril, son las cuales se encargan de darle la forma del tocho en un forma de hongo.Para cada tipo de martillo AVX lleva un tipo diferente de barril porque cada barril tiene diferentes dimetros.La mquina que se usa para este proceso es una prensa venson.Tiempo de ciclo de 20 segundos.Los rendimientos de cada barril son los siguientes.Vida til de cada barril (No. de piezas) es de 39, 873.Se rectifican cada 5, 500 a 4000 piezas.Precio al proceso el recalentado de los barriles debe de ser de 200C a 300C.En el UP SET debe llevar una calibracin en el centrado del barril dependiendo de cada modelo de martillo, porque sus distancias y centrados son diferentes en cada modelo. Estas son las distancias que deben llevar en cada modelo de martillos.

MARTILLOS AVX A B

28 oz1.5034.980

22 oz 1.4555.036

20 oz1.4715.030

16 oz1.4635.070

Rolado Es una mquina que tiene una herramienta llamada rodillos las cuales se encargan en rolar el hogo salido del up set, esta mquina gira a unas 50 RPM.Cada rodillo debe ser roseado por grafito cada vez que se haya echo un rolado para que el material se desplace bien y no se pegue el acero, y tambin para que tenga ms vida los rodillos.Los rodillos tienen una vida de 40,000 piezas.Tiempo de ciclo de 30 segundos.

Dados # parte

16 ozFAX 00600

20 ozFAX 00600

22 oz FAX 00600

28 ozFAX 00600

Horno de gas El horno solo se encargara de mantener una temperatura de la pieza de 1100C a 1200C.El horno de gas debe de tener una temperatura de 1300C a 1400C.El ciclo es de 30 segundos.

Martillo El martinete tambin llamado como ceco 23, se llama asi porque su capacidad de presin por golpe es de 23,000 LB/FT, este martinete utiliza un amvil y un ram los cuales sostienen el dado.El dado es donde tiene la figura grabada para poder forjar la pieza que necesitemos.Este martinete funciona con presin de aire, el cual tiene su compresor y su tanque de aire para que cada vez que se accione el pedal habr una vlvula y libere el aire a presin.La ram que est unido con el dado es el que est sujeto con el pistn eso quiere decir que el da el golpe y el amvil es el que est sujeto con el dado inferior anclados para recibir el golpe del dado superior junto al ram.Herramental del martilloEn el martillo lleva herramental llamados dados los cuales son los que llevan la figura del martillo, estos recibe los golpea que provoca el martillo al ejercer presin del pistn y el cual lleva dos dados el superior y el inferior uno unido al ram el cual es el superior y el otro que lleva el amvil.Por cada golpe recibido hay un desgaste y poco a poco va deformando la figura de la pieza a forjar, estos herramentales o dados tienen una vida de 60,000 piezas y se tiene que rectificar cada 4,000 a 5,000 piezas para asi poder sacar el martillo en buenas condiciones y cumplan los requisitos de calidad.

Cortador Estas herramientas que llevan el los troqueles se dividen en dos partes en la cual una es el punzn y otra es el recorte