Descripción del proceso de transformación de metales a través de forjado. Tecnología de Materiales para el Diseño.

1. Forjado
Francisco J. González Madariaga / Alberto Rosa Sierra
Tecnología de Materiales
Metales

3. 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.

4. Integridad estructural
Alta resistencia y tenacidad
La desarrolla la máximo resistencia
posible al impacto y a la fatiga
Bondad de configuración
Las piezas forjadas se pueden producir
aproximadamente a la configuración
final estipulada
Uniformidad de las piezas
Es posible obtener piezas que exhiban
una amplia gama de propiedades físico-
mecánicas
Sin desperdicio por desbaste
Ventajas del proceso de forjado

5. 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 forma
Mediante la forja, se pueden producir piezas de configuración
geométrica muy complicada

6. Los principales tipos de forja que existen son:
Forja libre
Forja con estampa
Forjado isotérmico

7. 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

8. 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

9. 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.

10. 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.

11. 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

12. 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

13. 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

14. Secuencia del proceso de forjado en caliente

15. Forjado por matriz o dado de impresión

18. Comparación de operaciones de forjado
a) Forjado de impresión
b) Forjado sin rebaba

19. Video Fabricación de un Hacha

20. Video Fabricación de un ruedas de trenes

21. Fin