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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICERECTORADO BARQUISIMETO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

FORJADO Es una operación de conformado mecánico, por la cual se obtienen piezas de sección transversal irregular al comprimir un bloque metálico, pieza de trabajo, entre dos útiles de trabajo llamados estampas o dados, aprovechando la plasticidad del material para darles formas útiles, mediante el martillado o prensado. El proceso de forjado produce una serie de efectos en la microestructura del material, mejorando las propiedades mecánicas del mismo.  La afinidad del grano: Durante el forjado, al golpear el material a una temperatura superior a la de recristalización, se produce el afino del grano por la trituración del mismo, y reconstrucción inmediata en tamaño más pequeño.  Orientación de la fibra: se orientan las fibras con forma de la pieza final en la dirección en la esta haya de soportar mayores esfuerzos.  Disminución de defectos internos: son provenientes de un proceso de conformación inicial (Fundición). Al producirse un aplastamiento del material, las sopladuras también se aplastan, llegando incluso a desaparecer. La mayoría de las operaciones de forja se realizan en caliente por la deformación que demanda el proceso y la necesidad de reducir la resistencia del metal de trabajo. Este factor dependerá también de la composición química del mismo.

Permite que la pieza de trabajo llegue a la temperatura de recristalizacion, esto mejora la plasticidad del metal, lo que mejorará la calidad intrínseca de la pieza de trabajo; tiene como desventaja que la precisión de la pieza de trabajo es pobre, la superficie no es lisa.

FORJADO EN FRIO Factible cuando la pieza de trabajo está compuesto de un material que posee una buena ductilidad. En este proceso se consigue un endurecimiento por deformación.

TIPOS DE FORJA SEGÚN LAS CARACTERISTICASDE LAS HERRAMIENTAS

Forjado con dados abierto o Recalcado: Consiste en comprimir una pieza de trabajo entre dos dados planos o dados con forma, con una serie de impactos de compresión. Se reduce la altura de la pieza y se incrementa su diámetro, produciendo el fenómeno de abarrilamiento. Forjado en dados cerrados: Este proceso de forjado se realiza con dados que tienen la forma inversa de la pieza requerida, es por esto que algunas veces se le llama forjado con dado impresor. Al cerrarse ambos dados, el metal fluye a todas las cavidades. Forjado sin rebaba: Se coloca la pieza de trabajo en una cavidad del dado para luego comprimirla mediante un punzón y obligar a que esta adopte la forma del dado sin la posibilidad de generar rebaba.

FORJADO EN CALIENTE Barquisimeto, julio de 2019

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICERECTORADO BARQUISIMETO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES Forjado de recalcado (sin rebaba): Se produce una deformación en una parte cilíndrica de la pieza de trabajo aumentando su tamaño y reducir su longitud. Forjado con rodillos: Mediante la deformación de la pieza de trabajo se reduce la sección transversal de una pieza cilíndrica, mediante una serie de rodillos opuestos con canales que producen la forma requerida final. Solo el perfil necesario del rodillo con la forma necesaria incide sobre el material para deformarlo. Forjado radial: Se utiliza principalmente para disminuir el diámetro de un tubo mediante dados rotatorios que golpean la pieza de trabajo radialmente hacia dentro para ahusarla a medida que la pieza avanza hacia los dados.

variables y capacidades de prensado desde las 300 toneladas hasta 12000 toneladas. Martillos: Son un equipo mecánico que proporcionan una deformación física y un cambio de material debido a su energía de impacto operando a altas velocidades. Se clasifican en:  Mecánicos: se aceleran por presión, generando hasta 1150kJ.  De gravedad: la energía se obtiene por caída libre, con una capacidad de 120 kJ.  Contra-martillos: consta de 2 arietes que se acercan al mismo tiempo, con capacidades que van hasta los 1200kJ.  Máquinas de forjado de alto índice de energía: se aceleran rápidamente por gas a alta presión y la pieza se forja en un impacto a una gran velocidad. Dados de forja:

EQUIPOS PARA FORJADO Existe una gran gama de máquinas para realizar procesos de forja, pero podemos clasificarlas bajo una serie de características como son la fuerza aplicada, velocidad y velocidad-carreras. Prensas: Son máquinas que ejercen una gran cantidad de fuerza sobre otro elemento, Estas las podemos clasificar en: Prensas Hidráulicas, donde Las capacidades de prensado van desde las 14000 toneladas hasta 82000 toneladas y su funcionamiento es a bajas velocidades de forma constante; y Prensas Mecánicas, las cuales son mecanismos bielamanivela o excéntricas con velocidades

Actúan como moldes en los que se presiona el metal, hay dos tipos principales de dados: Dados de matriz abierta y Dados de matriz cerrada. Horno o fragua: Son cámara de sección rectangular, para el calentamiento de piezas de acero previo a su forja. DEFINICIÓN DE VARIABLES E IMPORTANCIAS EN EL PROCESO: Temperatura: La temperatura de forjado es a la que un metal se vuelve sustancialmente más suave, permitiendo cambiar la forma de la pieza aplicando una fuerza relativamente pequeña, sin crear grietas.

Barquisimeto, julio de 2019

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICERECTORADO BARQUISIMETO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES Tamaño: el tamaño de la pieza es importante ya que a partir de este se puede seleccionar el tipo de forja a aplicar. Presión: es una variable que se debe tener en consideración ya que dependiendo el tipo de material se puede determinar la presión que se debe aplicar. Material (metalografía y propiedades mecánicas): se debe tener en cuenta antes y después de conformar la pieza para evitar concentradores de esfuerzo y otras alteraciones, lo cual puede afectar la microestructura y las propiedades mecánicas de los productos.

DEFECTOS EN FORJA

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fusión completa debido a la unión de dos corrientes de metal líquido provenientes de puertas diferentes. Superficie defectuosa: Pliegues, traslapes, cicatrices, capas de arena adheridas y cascarilla de óxido. Sopladuras: Cavidad de gas en forma de esfera causada por un escape de gases del molde durante el vaciado. Puntos de alfiler: Similar a las sopladuras. Formación de numerosas cavidades pequeñas de gas en la superficie de la fundición. Inclusiones: Por lo general, de naturaleza no metálica (sulfuros, óxidos, silicatos, alúminas), que se forman durante la fusión, solidificación y molde.

Se clasifican en dos tipos principales: En el proceso de forjado: En la materia prima: Defectos generados durante el proceso de fundición.

Defectos producidos debido al proceso de forjado como tal y los elementos que en el intervienen.

 Proyecciones metálicas: aletas, rebabas o proyecciones, como ondulaciones y superficies ásperas.  Cavidades por contracción: depresión de la superficie o un hueco interno debido a la contracción por solidificación que restringe la cantidad de metal fundido disponible en la última región que solidifica.  Microporosidad: red de pequeños huecos distribuida a través de la fundición debida a la contracción por solidificación.  Discontinuidades: como son grietas, grietas en caliente o en frío y puntos fríos. El punto frío es una interfaz en una fundición que carece de una

 Superficie defectuosa: pliegues, traslapes, astillas, fisuras, cascarillas, cavidades superficiales, vetas, oxidación y la descarburación por la exposición al medio ambiente.  Agrietado superficial: resultado de las altas temperaturas de la pieza de trabajo que causan el desarrollo de grietas en la superficie. La velocidad de deformación, fricción y velocidad de enfriamiento también son factores que influyen en la formación de grietas.  Agrietamiento y reventado central: grieta interna que se desarrolla como resultado de los esfuerzos de tensión a lo largo de la línea central de la

Barquisimeto, julio de 2019

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICERECTORADO BARQUISIMETO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES pieza de trabajo durante el proceso de forja.. Algunas condiciones que promueven estas fallas son las inclusiones, cavidades o microporosidades presentes la pieza de trabajo.  Grietas internas. Si el alma es demasiado gruesa, el exceso de material fluye nuevamente sobre las partes ya formadas de la forja y desarrolla grietas internas.

CARACTERÍSTICAS DE LAS PIEZAS FORJADAS  Mayor resistencia gracias a sus granos direccionados.

En la fabricación de ejes de transmisión y engranajes, cubos de embrague y juntas universales barras de torsión, pernos de bola, brazos tensores, brazos pitman, etc. Válvulas y equipo para industria petrolífera: Para la fabricación de bridas, cuerpos de válvulas y vástagos, tees, reductores de codo, brocas de corte de roca, herramientas de perforación, etc. Herramientas de mano y hardware: Fabricación de martillos, llaves, cuchillos, alicates, abrazaderas, zócalos, torniquetes, etc. Industria pesada y de ferrocarriles:

 Se afinan los patrones de grano, gracias al proceso de recristalización y crecimiento por el que pasan los granos.

En equipos de minería, partes de los motores, engranajes, ejes, ruedas de ferrocaril, etc.

 Forjas ofrecen economías de producción y ahorros en materia prima al tener menos desecho de material, aumentando la eficiencia del proceso productivo.

Fabricación de gran variedad de elementos, desde barras, bloques, bielas, cilindros, discos, codos, anillos, T, ejes, hasta partes sumamente especializadas como álabes de turbinas constituidos de súper aleaciones.

 Forjas ofrecen propiedades metalúrgicas más consistentes.

Industria de Defensa y Aeroespacial:

 Producción simplificada y repetibilidad, gracias a la utilización de dados y procesos repetitivos.  Rango de tamaños más amplio, desde piezas de menos de 1 cm, hasta piezas de 200 toneladas.

Equipos industriales en general:

Componentes de todo tipo de armamento (pistolas, rifles, misiles, etc.) y vehículos (tanques, submarinos, helicópteros, aviones, etc.) Integrantes: Álvarez, Carlos /Exp: 20112-0343 Gobbi, Stefano / Exp: 20151-0195

APLICACIONES COMUNES

Suárez, Edward / Exp: 2014-0242

Industria Automotriz: Barquisimeto, julio de 2019