Forjado

Francisco J. González Madariaga / Alberto Rosa SierraTecnología de Materiales

Metales

Forjado

Deformación plástica de un metal, ocasionada por esfuerzos impuestos sobre él, ya sea por impacto o por presión

El forjado es el primero   de los procesos de tipo de compresión que obligan al metal a tomar cierta forma.

Integridad estructural

Alta resistencia y tenacidadLa desarrolla la máximo resistencia posible al impacto y a la fatiga

Bondad de configuraciónLas piezas forjadas se pueden producir aproximadamente a la configuración final estipulada

Uniformidad de las piezasEs posible obtener piezas que exhiban una amplia gama de propiedades físico-mecánicas

Sin desperdicio por desbaste

Ventajas del proceso de forjado

Ahorro de peso Alta resistencia en las piezas forjadas por la adecuada orientación del flujo de fibras, refinamiento de la estructura cristalina y tratamiento térmico.

Economía al combinar varias partes de una sola formaMediante la forja, se pueden producir piezas de configuración geométrica muy complicada

Los principales tipos de forja que existen son: Forja libre Forja con estampa

Forjado isotérmico

Es el tipo de forja industrial más antiguo y se caracteriza porque la deformación del metal no está limitada (es libre) por su forma o masa. Se utiliza para fabricar piezas únicas o pequeños lotes de piezas, donde normalmente éstas son de gran tamaño. Además este tipo de forja sirve como preparación de las preformas a utilizar en forjas por estampa.

Forja libre

Este tipo de forja consiste en colocar la pieza entre dos matrices que al cerrarse conforman una cavidad con la forma y dimensiones que se desean obtener para la pieza. A medida que avanza el proceso, ya sea empleando martillos o prensas, el material se va deformando y adaptando a las matrices hasta que adquiere la geometría deseada. Este proceso debe realizarse con un cordón de rebaba que sirve para aportar la presión necesaria al llenar las zonas finales de la pieza, especialmente si los radios de acuerdo de las pieza son de pequeño tamaño y puede estar sin rebaba, dependiendo de si las matrices llevan incorporada una zona de desahogo para alojar el material sobrante (rebaba) o no. Se utiliza para fabricar grandes series de piezas cuyas dimensiones y geometrías pueden variar ampliamente.

Forja de estampa

1º. Cortar y preformar la pieza. Se requiere de una preforma cuando la pieza a forjar tiene una geometría complicada.

Así se modifica la configuración inicial del metal, facilitando su forjado final.

Es preciso además, de un calentamiento inicial.

2º. Calentar el metal

Cortado y/o preformado en hornos de tipo eléctrico, de resistencia, de inducción, de alta frecuencia o de combustible líquido o gaseoso.

Los aceros son calentados aproximadamente a 1230 °C, el aluminio se calienta a 425 °C.

Esta fase de calentamiento se requiere a pesar de que el metal haya sido previamente calentado para su preformado.

3a. La pieza ya caliente, se coloca en la matriz de la prensa o martinete.

Dependiendo de su forma o tamaño y complejidad será el numero de pasos y cavidades de la matriz, donde proporcionalmente se le ira dando forma al producto.

Prensa de forja de 4000 TM

4. Desbarbado y relevado

Una vez que la pieza se ha forjado y desbarbado, se le somete normalmente a un tratamiento térmico con el propósito de aliviarle esfuerzos originados por la deformación y reducir la dureza en caso de aceros de alto contenido de carbón.

Los métodos más usuales para ablandar el acero son el recocido y el normalizado

El forjado isotérmico es una categoría especial dentro de los procesos de forja en la cual la temperatura de los troqueles es significativamente superior a la utilizada en procesos de forja convencional. Concretamente, la temperatura de los troqueles es la misma que la de las piezas a forjar. Este proceso permite utilizar tiempos extremadamente lentos de deformación, lo que a su vez produce piezas limpias e uniformes, en las cuales casi no es necesario un proceso posterior de mecanizado, quedando listas para su uso en muchos casos.

Forjado isotérmico

Secuencia del proceso de forjado en caliente

Forjado por matriz o dado de impresión

Comparación de operaciones de forjadoa) Forjado de impresiónb) Forjado sin rebaba

Video Fabricación de un Hacha

Video Fabricación de un ruedas de trenes

Fin