Procesos de fabricación por forja: Definición: Este proceso Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de presión, de forma continua utilizando prensas, utilizando prensas, o o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones. Hay que destacar que es un proceso de conformado de metales de metales en el que no se produce arranque de viruta, de viruta, con con lo que se produce un importante ahorro de material respecto a otros procesos, como por ejemplo el mecanizado. el mecanizado.
Los principales tipos de forja que existen son: Forja libre Forja con estampa Recalcado Forjado isotérmico
Forja libre 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, Además este tipo de forja sirve como preparación de las preformas a utilizar en forjas por estampa.
Forja con estampa 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. Las dimensiones de estas piezas van desde unos pocos milímetros pocos milímetros de longitud y gramos de peso de peso hasta varios metros varios metros y toneladas, y toneladas, y sus geometrías pueden ser simples o complejas. Cabe mencionar que es el forjado de estampa También puede encontrarse como forja en dados cerrados. En efecto así se presentan estos forjados.
Forjado isotérmico[editar · editar código] Artículo principal: Forjado
isotérmico
El forjado isotérmico es un tipo especial de forja en la cual la temperatura de los troqueles es significativamente superior a la utilizada en procesos de forja convencional.
Recalcado A diferencia de los procesos anteriores que se realizan en caliente, este además puede realizarse en frío. Consiste en la concentración o acumulación de material en una zona determinada y limitada de una pieza (normalmente en forma de barra). Por tanto, una consecuencia directa de este proceso es que disminuye la longitud de la barra inicial y aumenta la sección transversal de ésta en la zona recalcada. Si el proceso se realiza en frió y en los extremos de las piezas se denomina encabezado en frío.
CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS FORJADOS: • REPETIBILIDAD: largas series de productos idénticos. • Excelentes PROPIEDADES MECÁNICAS: • Tenacidad • Ductilidad • Resistencia a fatiga • Resistencia a la corrosión gracias a: • La INTEGRIDAD METALÚRGICA • El FIBRADO DIRECCIONAL (siguiendo el contorno de la pieza) • Alta PRODUCTIVIDAD (nº de piezas/hora). • Solo se justifican SERIES LARGAS (coste de utillajes y medios de producción). • Las cotas y superficies funcionales (TOLERANCIAS Y ACABADOS SUPERFICIALES) suelen precisar MECANIZADO posterior.
Equipos de forjado: Los equipos para el proceso de forja se pueden dividir en dos grandes grupos: PRENSASY MARTILLOS • PRENSAS: aplicación de PRESIÓN sobre el material.
• Proporcionan una deformación homogénea del material y mejores tolerancias que los martillos. • Su capacidad viene definida por la FUERZA disponible en la carrera de bajada de la estampa. • Se clasifican en función del mecanismo utilizado para el movimiento de la estampa superior : • Prensas MECÁNICAS • Prensas HIDRÁULICAS
Variaciones de Proceso . F or ja p or im pr es ió n c er ra da c on m at ri z c on exc es o d ematerial lateral, longitudinal y sin flash.
Tecnicas: Un gran número de elementos de la vida cotidiana requieren piezas de metal , que se forjaron por el fabricante. Metal forjado tradicional fue un proceso intensivo de mano de obra en la que la pieza fue creada con la mano para responder a las necesidades del proyecto . Instalaciones para trabajar los metales modernos tienen una gran variedad de tipos de equipos a utilizar en el proceso, y hay cuatro técnicas de trabajo de metales mecanizados comunes: caída , de prensa, de rollo y de forja en frío.
Abrir la forja es lo que viene a la mente cuando la gente piensa de la forja. Se trata de la calefacción de metal a una temperatura viable y trabajar con él directamente en el yunque , martillazos en forma con varias herramientas. Esto requiere un alto grado de habilidad técnica y fuerza. Esta técnica todavía se utiliza para la fabricación de finas piezas de arte, zapatos de caballo , y los componentes metálicos a medida.
Estampación es una técnica para forzar el metal en una matriz golpeándolo con un martillo . Esto ha sido durante siglos , con herreros hacer los troqueles , calentando el metal, y luego golpeando el metal en el molde , la creación de la forma deseada. Martillos mecanizados se utilizan en las instalaciones de fabricación para mantener la línea de producción con rapidez en movimiento, y algunas plantas utilizan un conjunto de dos matrices que están junto martillada , forzando el metal adicional a los lados de la matriz , mientras que la formación de la forma moldeada . Esta técnica se utiliza a menudo para componentes de automóviles
Productos: Los forjadores usan la forja en frío para crear productos simétricos. El dado y prensa utilizados son en general circulares y requieren de lubricación durante el proceso de deformación metálica. Los procesos de forja en caliente calientan el objeto, y a veces también el dado, para crear un material más maleable. Las técnicas de forja en caliente hacen uso del calor para cambiar la estructura cristalina interna del material.
Laminación:
Definición: El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación.
Tipos de laminación: Existen dos tipos de laminación: Laminación en caliente: la temperatura del metal suele ser de unos 1000 °C. Laminación en frio: se realiza a temperatura ambiente.
Características: Laminación en caliente:
Mejora la dureza, resistencia y ductilidad. Quiebre de impurezas Elimina la porosidad de los lingotes.
Laminación en frio:
Acabado liso y brillante libre de escamas. Mayor rectitud Mayor maquinibilidad Aumenta la dureza y ductilidad.
Equipos:
Altos hornos. Reducción directa.
Variables:
tecnicas: Dependiendo de la técnica y el tamaño se puede obtener por medio de las siguientes tecnicas:
Tren desvastador: convierte los lingotes en secciones transversal cuadrada (bloom) y rectangulares (slab) de gran longitud. Tren de perfiles estructurales: se usan blooms para obtener diferentes perfiles. Tren de bandas calientes: se usan para obtener chapas de distintos tamaños y espesores.
PRODUCTOS:
Laminado de Tochos Laminado de Palanquillas Laminado de Planchones Laminación de palanquillas Laminación de tochos
extrusión def: La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada.
Trefilado: Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero , el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil. Características del trefilado El trefilado propiamente dicho consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos sucesivos a través de hileras, dados o trefilas decarburo de tungsteno cuyo diámetro es paulatinamente menor. Esta disminución de sección da al material una cierta acritud en beneficio de sus características mecánicas. Dependiendo de la longitud y el diámetro de las barras a trabajar, varían las reducciones que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de hasta 15 mm de diámetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar el acabado superficial y las tolerancias dimensionales reduciendo su diámetro hasta 1,5 mm. En otros tamaños más pequeños, se puede llegar a conseguir reducciones del 50%, y en otros alambres de hasta el 90% en pasadas sucesivas, partiendo en un estado del material de recocido y antes de que necesite un nuevo recocido con el fin de eliminar su acritud. Se fabrican alambres de hasta 0,025 mm y menores, variando el número de hileras por los que pasa el alambre y con varios recocidos de por medio. La disminución de sección en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da un aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Pero alcanzado cierto límite, variable en función del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a pesar que la resistencia a tracción sigue aumentando, se pierden otras características como la flexión.
Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.
Equipo necesario[ Las máquinas utilizadas para realizar este proceso se denominan trefiladoras. En ellas se hace pasar el alambre a través de las hileras, como se ha descrito anteriormente. Para lograrlo el alambre se enrolla en unos tambores o bobinas de tracción que fuerzan el paso del alambre por las hileras. Estas hileras se refrigeran mediante agua y las bobinas o tambores de tracción se refrigeran normalmente con agua y aire. Las trefiladoras pueden ser de acumulación en las que no hay un control de velocidad estricto entre pasos o con palpadores en las que sí se controla la velocidad al mantener el palpador una tensión constante. Materiales a los que se aplica
Alambre Proceso de obtención Tras el proceso de fundición del acero, se obtiene la palanquilla, de sección cuadrada, después por laminación en caliente se obtienen los rollos de alambrón con cascarilla. Este sufre un tratamiento térmico de austempering o patentado durante el cual, la austenita se transforma en bainita. La estructura bainítica da al material una ductilidad suficiente para facilitar su deformación en frío durante el proceso de trefilado. Si se trata de alambres de acero con un bajo contenido en carbono, es suficiente un recocido, que recristaliza la ferrita dejando el material apto para trefilar. El alambre así tratado pasa a continuación por un proceso de desoxidación en medio ácido, en el cual se eliminan los óxidos y la cascarilla que lo recubren al salir del horno de patentado. Antes del trefilado conviene proteger la superficie del alambre con una capa de fosfatos, (bonderización) o bien cobre, cal u otro depósito que servirá de soporte del lubricante de trefilería.
Embutición: La embutición es un proceso tecnológico de conformado plástico que consiste en la obtención de piezas huecas con forma de recipiente a partir de chapas metálicas. Este proceso permite obtener piezas de formas muy diversas y es una técnica de gran aplicación en todos los campos de la industria.
Soldadura: La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia(fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija. A veces la presión es usada conjuntamente con el calor, o por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering ) y la soldadura fuerte (en
inglés brazing ), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.
Fundición: Se denomina fundición y también esmelter (del inglés smelter , ‘fundidor’) al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente enfundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.
