Forjado. Año Contenido

Transcripción

1 Forjado Año Contenido Que es el forjado? Clasificación Líneas de forja y estructura metalográfica. Métodos de observación Herramientas y máquinas de forjar Materiales para forjar Tratamientos térmicos de los materiales forjados Forjado en frío Líneas de forja y estructura metalográfica Herramientas para el forjado en frío 2 1

2 Qué es forjar? Forjado (forging): conformado mecánico de una aleación mediante calentamiento y martillado (Callister, W.; Fundamentals of materials science and engineering; 2001) Forja: arte y lugar de trabajo del forjador, cuya actividad principal consiste en dar forma al metal, por medio del empleo combinado del fuego y del martillo (Bonnemezón A. y Martínez Krahmer, D.; Práctica industrial de la forja en caliente; 2012) 3 4 2

3 Clasificación Temperatura del proceso Semisólido se forja en fase sólida y líquida aluminio Caliente para aceros 850 C y 1270 C lo más común Tibio para aceros 700 C y 950 C mayores esfuerzos y mejor precisión (terminación) Frío a temperatura ambiente Diagrama de flujo americano una sola matriz europeo varios equipos 5 Forjado en caliente (Fig 2.1 de Bonnemezón A. y Martínez Krahmer, D.; Práctica industrial de la forja en caliente; 2012) 6 3

4 Líneas de forjado Líneas de forja de un acero 4130 (macroataque con HCl al 50% caliente) 7 8 4

5 trozo inicial repartidor preforma forma final rebaba pieza forjada 9 Trozo inicial Sierra Cizalla en frío Cizalla en caliente 10 5

6 Calentamiento Por inducción los tochos se calientan a temperaturas del orden de los 1250 C 11 Repartidor Es una operación de preparación para el forjado de la pieza en matrices. martinete forjadora de rodillo

7 Repartidor 13 Forjado en matrices Es la etapa principal del proceso. Es la etapa donde el material fluye por las cavidades de la matriz para obtener la forma final de la pieza. martillo prensa Este proceso puede darse en una o varias matrices. En el caso de martillos de un solo golpe o varios. 14 7

8 Martillo Masa x altura Yunque masa = 10 a 15 x masa mazo Formas de elevar el mazo correas cadenas vapor neumático equipos modernos hidráulico equipos modernos El forjado se puede dar en más de un golpe Mayor altura mayor velocidad Rp02 15 Martillo 1- Bomba hidráulico 2- Mazo 3- Matriz superior 4- Matriz inferior 5- Yunque 6- Sistema antivibratorio El rango de energía potencial del mazo puede ir desde 10 hasta 300 kj. La frecuencia de golpes puede ir desde 50 hasta 130 golpes por minuto. Velocidad del mazo antes del golpe: 4 m/s a 7 m/s 16 8

9 Martillo Para un martillo de 40 kj, si la carrera del mazo es de 700 mm, cuánto es la masa del mazo? cuánto estimaría la masa del yunque? 17 Prensa Sin golpes velocidad del mazo 0,1 m/s a 1 m/s Deformación más profunda Llenado de matriz constante Mayor enfriamiento de la pieza Fundaciones menos complejas Tipos de prensas tornillo biela 18 9

10 Prensa de tornillo 1- Bastidor 2- Mazo 3- Guías del mazo 4- Rosca 5- Tornillo 6- Embriague 7- Rodamiento 8- Freno hidráulico 9- Equipo de potencia 10- Eyector 11- Contrapeso neumático 19 Martillo vs Prensa Mp son mega pondios, el pondio es una unidad de medida de fuerza equivalente a 9,8 N. Es decir la escala de fuerza se puede leer aproximadamente como10 3 t, miles de toneladas (Billingmann, J; Estampado y prensado a máquina, 1979) 20 10

11 Matrices Acero de alta aleación para trabajos en caliente grados H H13 0,4%C; 0,4%Mn; 1%Si; 5%Cr; 1,5%Mo; 1%V Cr resistencia a la oxidación en caliente Mo y V formadores de carburos resistencia mecánica en caliente Temperatura de servicio ~300 C El número en paréntesis es la dureza HRC a temperatura ambiente (ASM Handbook; Forming 21 and Forging; Vol 14; 1993) trozo inicial repartidor preforma forma final rebaba pieza forjada 22 11

12 Operaciones posforjado Eliminación de la rebaba Balancín Doblado Perforado Tratamiento térmico Normalizado Templado y revenido Revenido Alivio de tensiones Superficial Inspección con END Mecanizado 23 Rebaba 24 12

13 Qué se forja en caliente? (Bonnemezón A. y Martínez Krahmer, D.; Práctica industrial de la forja en caliente; 2012) 25 Qué se forja en caliente? (Bonnemezón A. y Martínez Krahmer, D.; Práctica industrial de la forja en caliente; 2012) 26 13

14 Qué se forja en caliente? (Bonnemezón A. y Martínez Krahmer, D.; Práctica industrial de la forja en caliente; 2012) 27 Forjado en frío esferoidizado (recocido de globulización) carburos en forma de pequeños globulos acero blando preparación del material corte, granallado, mecanizado bonderizado lubricación de la superficie con fosfato de cinc forjado a temperatura ambiente posforjado limpieza, tratamiento térmico, mecanizado Tornillo 13 g Eje de caja de cambios 5 kg 28 14

15 Forjado en frío Qué diferencias hay con el forjado en caliente? - mayor tensión de fluencia del material mayores esfuerzo Conclusiones Ventajas del proceso de forja Obtener piezas difíciles de conseguir con otros métodos (mecanizado, laminado, colado) Aprovechar las ventajas que dan las líneas de forjado y las estructuras metalográficas resultantes Extracción de menor cantidad de viruta en los mecanizados posteriores aproximación de forma Mejor tenacidad que piezas coladas Elimina la porosidad de solidificación 30 15

16 Preguntas 1. Definir forjado 2. Ventajas del forjado en comparación con otros métodos de fabricación 3. Cómo se clasifican los procesos de forjado según la temperatura de la pieza? 4. Qué son las líneas de forjado? 5. Cuáles son las principales etapas del proceso? 6. Qué es un repartidor? 7. Qué es la rebaba? 8. Qué tipo de equipos se utilizan en la etapa de forjado? 31 Preguntas 9. Qué diferencias hay entre el martillo y la prensa? 10. Qué ventajas tiene el forjado en frío respecto al forjado en caliente? 11. Cuáles son las típicas operaciones de posforja? 12. Qué tipo de materiales se utilizan para las matrices del forjado en caliente? 13. Qué tipo de materiales se utilizan para el forjado en frío? 14. Qué es el recalcado? 32 16