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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Azcapotzalco

Ingeniería en Robótica Industrial

Laboratorio de Forja y Tratamientos Térmicos. Docente: José Emmanuel Bonilla Rodríguez

Reporte de práctica N°2 "Forjado y templado de un cincel."

Alumno: Vargas González José Francisco Grupo 4RM1

México D.F., a 02 de Marzo del 2014

Forjado y templado de un cincel. Objetivo: Someter una pieza de acero AISI 1045 al proceso de Forjado, identificar su estructura y darle un tratamiento a la pieza final.

Desarrollo ¿Qué es un cincel? De acuerdo a la definición de la Real Academia Española, un cincel es una herramienta de 20 a 30 cm de largo, con boca acerada y recta de doble bisel, que sirve para labrar a golpe de martillo piedras y metales.

Ejemplo de un cincel

El cincel se usa únicamente en frío con la ayuda de una herramienta de soporte como un martillo o una maza y sus funciones generales son dos: a. Dividir un material b. Extraer virutas de un material En base a estas dos funciones, se desprende una diversidad de aplicaciones, que van, entre otras, de la apertura de orificios y canaletas en paredes y la rotura de cemento y hormigón al corte de ranuras, perfilado, desbastado, cepillado, acanalado, tallado y acabado de piezas. Por lo tanto, el uso del cincel se extiende a una multiplicidad de áreas, desde la construcción hasta la orfebrería, y la forma de la herramienta varía de acuerdo con esas aplicaciones.

Sin embargo, aunque existe una variedad de modelos, básicamente un cincel consta de cuatro partes:

1

2

3

4

1. La cabeza, que es el extremo que recibe el impacto de la herramienta de soporte. 2. El mango, vástago o cuerpo, por donde se propaga ese impacto. 3. La cuña, formada por las partes laterales donde se encuentran las áreas de corte. 4. La arista de corte, que entrega el impacto a la pieza de trabajo.

Así, dependiendo de la aplicación, el diseño del cincel puede ser en forma de barra, de sección rectangular, hexagonal, cuadrada o redonda, con filo en un extremo y biselado en el extremo opuesto. Los materiales que se pueden trabajar con un cincel abarcan mampostería, piedra, mármol, granito, metal y también madera, aunque los cinceles para madera se conocen como formones o escoplos. La aplicación que vamos a dar al cincel está relacionada con la posición en que utilizaremos la herramienta. Si ésta se mantiene en un ángulo de 90 grados con respecto a la superficie de la pieza de trabajo, el cincel cumple la función de separación de la pieza en dos mitades (Figura 1).

Si se mantiene en un ángulo menor a 90 grados, entonces cumple la función de extracción de viruta (Figura 2).

Tipos de cinceles El cincel más común es el que tiene el extremo plano y liso, como el de la Figura 1, usado extensamente en aplicaciones tanto en mampostería como en metal. Si la arista de corte es sumamente delgada y filosa, la herramienta recibe el nombre de cortafrío o cortafierros y se utiliza particularmente para abrir pequeños orificios, así como cortar ladrillos y baldosas.

Para las piezas mecánicas en particular se emplean otros tipos de cincel, por ejemplo:

1. Cortafrío o cortafierros: para cincelar superficies planas y cortar láminas y varillas delgadas.

2. Cincel de punta aguda: para el ranurado en láminas delgadas y hacer pequeñas ranuras chaveteras y muescas.

3. Cincel de punta redonda: para iniciar agujeros a taladrar o tallar acanaladuras y surcos.

4. Cincel para ranuras de engrase: empleado para hacer canales de lubricación en cojinetes y ranuras pequeñas. 5. Cincel de punta de diamante: para cortar ranuras en “V” y cincelar rincones.

En los trabajos en orfebrería y joyería se emplean cinceles más especializados, como por ejemplo: Cincel para repujado: otorga un relieve a las distintas partes del diseño, creando un efecto tridimensional.

Cincel plano: de punta plana y lisa, permite aplanar las superficies para distinguirlas de aquellas con relieve. Las puntas texturadas, en lugar de lisas, dan lugar a los cinceles conocidos como fondos.

Cincel trazador: permite perfilar las partes principales de un diseño por medio de una fina incisión a lo largo del dibujo sobre el metal.

Cincel

abridor:

ensancha

el

perfil

realizado

por

el

cincel

trazador.

Cincel texturado: se utiliza para el acabado final para otorgar mayor naturalidad o efectos a las diferentes formas del diseño.

Características del acero AISI 4015 Es un acero utilizado cuando la resistencia y dureza son necesarias en condición de suministro. Este acero medio carbono puede ser forjado con martillo. Responde al tratamiento térmico y al endurecimiento por llama o inducción, pero no es recomendado para cementación o cianurado. Cuando se hacen prácticas de soldadura adecuadas, presenta soldabilidad adecuada. Por su dureza y tenacidad es adecuado para la fabricación de componentes de maquinaria. Propiedades mecánicas:       

Dureza 163 HB (84 HRb) Esfuerzo de fluencia 310 MPa (45000 PSI) Esfuerzo máximo 565 MPa (81900 PSI) Elongación 16% (en 50 mm) Reducción de área (40%) Módulo de elasticidad 200 GPa (29000 KSI) Maquinabilidad 57% (AISI 1212 = 100%)

Propiedades químicas:    

0.43 – 0.50 % C 0.60 – 0.90 % Mn 0.04 % P máx 0.05 % S máx

Propiedades físicas: 

Densidad 7.87 g/cm3 (0.284 lb/in3)

Los usos más frecuentes de este acero son para la elaboración de piñones, cuñas, ejes, tornillos, partes de maquinaria, herramientas agrícolas y remaches.

PROCESO DE FORJADO DEL CINCEL Material y equipo utilizado       

Bata y zapatos o botas. Careta, peto y guantes. Mazos y pinzas sujetadoras. Fragua y yunques. Probeta acero AISI 1045. Esmeril Martinete hidráulico

Descripción del proceso. 1.- Meter por 10 minutos la probeta de acero AISI 1045 al horno de gas que debe estar a una temperatura de 1200°C-1300°C.

2.- Retirar el acero del horno y someterlo a una serie de impactos con el martinete hidráulico para darle la forma a la punta.

3.- Calentar nuevamente el acero.

4.- Con apoyo de un yunque y martillo, terminar de dar la forma al cincel.

5.- Usar el esmeril para aplanar y afilar la punta del cincel.

Templado del cincel 1.- Meter el cincel al horno de gas hasta que éste alcance una temperatura de aproximadamente 800°C. 2.- Retirar del horno y sumergirlo en una tina con agua (enfriamiento brusco).

Cincel terminado

Conclusiones Un cincel es una herramienta que ha evolucionado con el paso de los años, según leí en su historia, los primeros cinceles fueron de piedra cuando el hombre primitivo recién comenzaba a generar tecnologías. Después fueron de materiales como el oro hasta que se descubrió el hierro. El hierro es el material del que se hacen actualmente, debido a las diferentes propiedades mecánicas que se le pueden atribuir con algunos tratamientos térmicos. La forma de saber qué propiedades físicas han adquirido se puede determinar mediante análisis metalográficos puesto que conociendo la estructura que los conforma se puede saber sus demás propiedades.