U2.2-Forja

5/16/2018 U2.2-Forja - slidepdf.com

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Tecnología I

Forja1.

Introducción

2.

Forja en frío

3.

Forja en caliente

4.

Operaciones de forja

5.

Condiciones de trabajo



Introducción

Forja → conformado mecánicoPara metales maleables, dúctiles, forjables

En frío → Temperatura ambienteMayores esfuerzos, limitación en deformación, mejora delas PM y alta terminación superficial

En caliente → Temperatura de forjaMenores esfuerzos, recristalizado continuo, posibilidad de

formas variadas y mala terminación superficial



Ra respecto de la tecnologRa respecto de la tecnologíía de la fundicia de la fundicióónnIntroducción



Introducción

Piezas obtenidas por forja



Introducción

Deformaciones sucesivas para obtener una pieza forjada



Introducción

Sucesivas etapas, partiendo de forja, para obtener una pieza



Introducción

Líneas de flujo → Incremento de propiedades mecánicas



Introducción

Diferencias entre forja yotras técnicas



Acuñado

Material a

acuñar

Superficie

[cm2]

Presión

[Tn/cm2]

Fuerza

[Tn]

Oro-Au9,07 (34mm Ø) 17,05 154,73,14 (20mm Ø) 14,57 45,76

Plata-Ar 9,07 (34mm Ø) 17,64 1601,13 (12mm Ø) 30,97 35Ni 2,00 (16mm Ø) 90,00 180Cu 2,00 (16mm Ø) 46,50 93



Forja en frío



Forja en frío + Recristalizado



Forja en caliente



Forja en caliente

Dificultad de forja Material T forja [°C]

Baja

Aleaciones base Al 400 – 550

Aleaciones base Mg 250 – 350 Aleaciones base Cu 600 – 900 Aceros al C y baja aleación 850 – 1150

Media

Aceros Inox martensíticos 1100 – 1250

Aceros Inox austeníticos 1100 – 1250 Aleaciones base Ti 700 – 950

Alta

Superaleaciones base Fe 1050 – 1180 Aleaciones base Mo 1150 – 1350Superaleaciones base Ni 1050 – 1200 Aleaciones base W 1200 – 1300

Temperatura de recristalización ≈ 1/3 Temperatura de fusiónTemperatura de forja ≈ 2/3 Temperatura de fusión



Forja en caliente

Tijera SS martensítico → Tforja: 1.100ºC



Forja en caliente

Fraguas : Carbón + aire



Forja en caliente

Horno de calentamiento continuo: gas + aire




Estirado

Recalcado




Punzonado

Agujereado




Tronzado

Degollado




Doblado

Aplanado

Canteado

Retorcido



Forja manual

Forja Catalana

Yunque, Bigornia



Forja manual

Tenazas



Forja mecánica

- Acción dinámica (impacto) → martillos o martinetes

- Acción estática (compresión lenta) → prensas

-

Otras → recalcadoras, cilindros de forjar, rotativas



Forja mecánica: martillos de tabla

DesdeMazas de 200 kg y h 80 cm

hastaMazas 3.500 kg y h 200 cm↓

piezas 50 kg

Maza + estampa → tabla se eleva por dos cilindros

Ep = m . g . h



Forja mecánica: martillos de vapor

Para piezas entre 500 kg y 25 TVapor x debajo: ascenso mazaVapor x encima: descenso maza

Velocidades de choque hasta 10 m/sEnergía W = m.v²/2g

Martillos de aire comprimido↓→

Tabla + aire

Martillos de contragolpe↓→

Vapor + doble efecto



Forja mecánica: prensas mecánicas

De cigüeñal y de poleas



Forja mecánica: prensas hidráulicas

Concepto

Sistemas hidráulicos

S émbolo grande 100 vecesque embolo pequeño

⇓Fuerza será

100 veces mayor⇓

10 kg ⇒

1.000 kg



Forja mecánica: forjadoras rotativas



Forja mecánica: matrices




Material a forjar Angulo [°] Aleaciones base Al 0 –

2

Aleaciones base Mg 0 – 2Bronces –

Latones 0 –

3

Aceros 5 –

7

Aceros inoxidables 5 – 8 Aleaciones base Ti 5 –

6

Ángulos de salida

Matriz sobre base cilíndrica




Colas de milano y pernos guiadores




Forjas de acción vertical y horizontal



Forja mecánica: número de piezas

Piezas únicas y/o series muy cortasNo hay herramental ⇒ forja manual, artesanal

Hasta 15 kg⇒

un hombre con martillos de aireHasta 40 kg ⇒ dos hombresGrandes piezas ⇒ cuatro hombres y prensas

ii.-

Producción en masaHerramental y forjado mecánico



Forja mecánica: sobre espesores y tolerancias

Sobre espesores para piezas sencillasforja manual o mecánica

•

Pequeñas, ~ 3 mm de sobre espesor en superficies

•

Medianas, ~ 5 a 10 mm

• Grandes, ~ 25 a 30

Tolerancias dimensionalesforja manual o mecánica

•

Pequeñas = -

5 % a + 20 %

•

Medianas = -

3 % a + 5 %

• Grandes = ± 2,5 %



Forja: deformación en compresión

Carga uniaxial para obtener flujo plástico ⇒ P = σ0

. A

σ0

: límite elástico metal; A: área sección transversal

Presión aplicada p ⇒ p = P / A

Por constancia de volumen ⇒ A0

. h0

= A . h

A0

: área inicial = π . d0

² / 4 ; h0

: altura inicial

A : área final; h : altura final.

A = (A0

. h0

) / h y P = σ0

. A en (2)

p = (σ0

. A ) . h / (A0

. h0

) = (4 . σ0

. A . h ) / (π

. d0

² . h0

)




Fuerza necesaria para forjar

Fforja = σfluencia . K forma . A

K f (factor de forma) se obtiene de tablas




Fricción entre metal y herramental⇓

No hay deformación homogénea

⇓ Abarrilamiento



Forja: piezas



Forja: piezas

Piquetas



Forja: piezas

Barandas



Forja Catalana

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