¿Qué es un proceso de forja?
En términos simples, la forja es un proceso de fabricación donde el metal se forma aplicando la fuerza de compresión, típicamente mediante el uso de un martillo, prensa o morir. A diferencia de la fundición, donde el metal se derrite y se vierte en un molde, la forja funciona con metal sólido que a menudo, pero no siempre, se calienta para hacerlo más maleable.
El principio central de la falsificación es que refina la estructura de grano interno del metal. La aplicación de la fuerza rompe las impurezas, cierra los espacios vacíos (porosidad) y alinea el flujo de grano para seguir la forma general de la pieza. Esto da como resultado un producto terminado que es excepcionalmente fuerte, duro y confiable.
Los pasos fundamentales del proceso de forja
Si bien las técnicas específicas varían, la mayoría de las operaciones de forja siguen estos pasos generales:
1. Preparación del stock: el proceso comienza con un trozo de metal llamado "stock" o "palanquilla", que generalmente es una barra o lingote cortado a un volumen específico.
2. Calefacción (para forja caliente/caliente): el tocho se calienta en una fragua o horno a una temperatura específica donde se vuelve dúctil ("plástico") pero permanece sólido. Esta temperatura varía según el metal (por ejemplo, el acero a menudo se calienta a alrededor de 2.200 ° F / 1.200 ° C).
3. Formación: el tocho calentado y maleable se coloca en un dado o yunque. Se aplica una inmensa fuerza de compresión:
* Los martillos entregan golpes de impacto para deformar el metal.
* Las prensas aplican una presión gradual y apretada para dar forma al metal.
4. Finalización (Operaciones secundarias): la parte falsificada, ahora llamada "falsificación", puede someterse a varios procesos secundarios tales como:
* Recorte: se corta el exceso de metal (flash).
* Tratamiento térmico: la parte se recalienta y se enfría en condiciones controladas para lograr propiedades deseadas como una mayor dureza o resistencia.
* Mecanizado: las dimensiones y acabados precisos se logran mediante la molienda o la molienda.
* Tratamiento de superficie: los procesos como la explosión o la pintura de disparos se aplican para resistencia a la corrosión y apariencia.
Tipos clave de procesos de forja
La falsificación se clasifica en función de la temperatura del metal y el tipo de equipo utilizado.
1. Por temperatura
Forjado caliente: el tipo más común. El metal se calienta por encima de su temperatura de recristalización. Esto evita el endurecimiento por la tensión, permite un cambio significativo de forma y requiere menos fuerza. Produce piezas con fuerza superior y es ideal para la producción de alto volumen.
Forjado en frío: el metal tiene forma de temperatura ambiente o cerca. Este proceso aumenta la resistencia del metal a través del endurecimiento por deformación (también llamado endurecimiento del trabajo) y ofrece un excelente acabado superficial y precisión dimensional. Sin embargo, requiere un equipo más potente y está limitado en cuánto se puede deformarse el metal. Los ejemplos incluyen clavos, pernos y remaches.
Forjado caliente: realizado por debajo de la temperatura de recristalización pero por encima de la temperatura ambiente. Ofrece un equilibrio entre las ventajas de la falsificación caliente y fría, proporcionando una mejor precisión que la falsificación caliente y que requiere menos fuerza que la forja fría.
2. Por equipo/técnica
Forjado de mordaza abierta (forja libre): la pieza de trabajo está comprimida entre dos troqueles de forma plana o simple que no encierran el metal. El operador debe reposicionar la pieza de trabajo para lograr la forma deseada. Se usa para formas grandes y simples como ejes, anillos y cilindros.
Forjeo de mordaza cerrada (forja de dije de impresión): el tocho calentado se coloca en un par de troqueles que contienen una impresión precortada de la forma de pieza deseada. Los troqueles se unen, obligando al metal a llenar las cavidades. Así es como se hacen piezas complejas de alta precisión como bielas y llaves. El exceso de metal forma "flash" que luego se recorta.
Forjeo de rollo: se pasa una barra redonda o plana a través de dos rollos especialmente en forma que reducen gradualmente su sección transversal y aumentan su longitud para formar una parte como un resorte de hoja o un mango de hacha.
Aplicaciones comunes de piezas forjadas
Los componentes forjados son críticos en las industrias donde el fracaso no es una opción:
Automotriz: cigüeñales, bielas, engranajes, ejes
Aeroespacial: turbinas de motor a reacción, componentes del tren de aterrizaje, piezas estructurales
Industrial: ejes gigantes para turbinas, engranajes, válvulas y accesorios de alta presión
Herramientas: llaves, martillos, alicates e instrumentos quirúrgicos
Militar y Defensa: Componentes para armas de fuego, tanques y misiles
En resumen, Foring es un proceso de metalurgia fundamental que transforma una simple pieza de metal en un componente de alta resistencia y alta integridad al aplicar estratégicamente la fuerza para mejorar su estructura misma interna. Es el proceso de elección para hacer las piezas metálicas más críticas y muy cargadas del mundo.
