La forja de metales es el proceso de conformado de metales más antiguo que produce piezas a través del proceso de deformación del metal.
Los procesos de forja se dividen en dos tipos diferentes según el mecanismo de deformación. Forja de impacto Y Forja por compresión.
En la forja por impacto, se utiliza un martillo para aplicar una fuerza de impacto a la pieza de trabajo. En la forja por compresión, se aplica una cierta presión a la pieza de trabajo. El proceso de forja también se puede dividir en dos tipos en función de la temperatura de la pieza de trabajo. La forja en caliente se lleva a cabo a la temperatura de recristalización del material, mientras que la forja en frío se realiza a temperatura ambiente.
Independientemente del tipo de proceso utilizado, el proceso es muy sencillo. La pieza de trabajo se coloca en el troquel inferior y el troquel de la parte superior aplica cargas de choque o compresión para transformar la pieza de trabajo en la forma requerida.
Tabla de contenido
aplicación
- Se utiliza en la fabricación de componentes simples como cabezas de pernos, recipientes a presión y ejes.
- También se puede utilizar para fabricar componentes sensibles como bielas, engranajes y árboles de levas.
- En la industria aeroespacial, se utiliza para discos de turbina y piezas giratorias grandes.
Materiales para forja de metales
El material debe ser de naturaleza dúctil para poder ser procesado por forja. Puede forjar materiales como acero de baja aleación, acero de alta aleación, acero inoxidable, acero al carbono, aleación de magnesio, aluminio, aleación de níquel, cobre, aleación de titanio, etc.
Consideraciones de diseño
- Las limitaciones en el diseño del molde limitan la complejidad de la pieza.
- Características como plaquitas y cavidades internas no son posibles.
- Es necesario agregar un margen de mecanizado de 0,8-6 mm según el tamaño de la pieza.
- El tamaño mínimo de la sección transversal de la forja es de 3 mm.
Variaciones del proceso
Hay seis tipos diferentes de operaciones de forja.
- Forja a troquel abierto Utilice un juego de troqueles planos para deformar la pieza de trabajo.
- Forja de impresión Se utiliza un troquel con una cavidad y se aplica fuerza de compresión para dar a la pieza de trabajo la forma de la cavidad.
- Forja sin flash Utiliza una cierta cantidad de material y lo comprime con un troquel cerrado.
- Forja a mano Utilizado por herreros. La pieza de trabajo se calienta y se moldea con herramientas manuales como un martillo.
- Forja de malestar Se utilizan dos troqueles para agarrar la pieza de trabajo y el tercer troquel se usa para dar forma a la sección de la cabeza de la pieza de trabajo.
- Forja en rollo Utilice rodillos para reducir el grosor del anillo o de la pieza de trabajo en forma de rosquilla.
Consideraciones económicas
- Las velocidades de producción varían mucho según la forma y el tamaño del producto y pueden variar hasta cientos de unidades por hora.
- El tiempo de entrega para fabricar juegos de troqueles puede demorar varias semanas.
- Alrededor del 25% del material se desperdicia en una sola operación, pero a menudo se puede reutilizar.
- El costo de mano de obra, el costo del equipo y el costo de las herramientas son más altos, pero el costo de acabado es moderado.
Consideraciones de calidad
- Mejora de la resistencia, la tenacidad y la resistencia a la fatiga mediante la realineación del grano.
- Los vacíos, defectos y porosidad son bastante bajos.
- El alto desgaste del molde y los materiales calientes aumentan esto.
- Alta tensión residual en la pieza.
ventaja
- Tasas de producción muy altas de piezas simples.
- Mejor control de la microestructura en comparación con algunos procesos de fundición.
inconveniente
- Se requiere un procesamiento posterior.
- Es posible una geometría de pieza muy limitada.