Qué es la forja

La forja es un método de transformación de materiales que consiste en calentar el metal hasta que adquiere un estado plástico y aplicar fuerza para darle forma. Esto permite martillar, comprimir o estirar el material para darle la forma deseada. La forja puede eliminar defectos como la porosidad de la fundición generada durante el proceso metalúrgico, optimizar la microestructura y, dado que se conserva la línea de flujo completa del metal, las propiedades mecánicas de las piezas forjadas suelen ser superiores a las de las piezas fundidas del mismo material.

El comienzo de la temperatura de recristalización del acero es de unos 727℃, pero se suele utilizar 800℃ como línea divisoria. Por encima de 800℃ se forja en caliente; entre 300-800℃ se denomina forja templada o forja semicaliente, y la forja a temperatura ambiente se denomina forja en frío.

En la fabricación de piezas de elevación se suele utilizar la forja en caliente.

Proceso de forja

Las fases de producción de los pernos de forja en caliente son: corte → calentamiento (calentamiento por hilo de resistencia) → forja → punzonado → recorte → granallado → roscado → galvanizado → limpieza por hilo.

Corte: Cortar la barra redonda en longitudes adecuadas

Calentamiento: Calentar la barra redonda hasta un estado plástico mediante calentamiento por hilo de resistencia.

Forjar: Cambiar la forma del material por la fuerza bajo la influencia del molde.

Punzonado: Procesar el agujero hueco en el centro de la pieza de trabajo.

Recorte: Eliminar el material sobrante

Granallado: Elimina rebabas, aumenta el acabado superficial, incrementa la rugosidad y facilita el galvanizado.

Roscado: Hilos de proceso

Galvanizado: Aumenta la resistencia a la oxidación

Limpieza del hilo: Tras el galvanizado, puede quedar algo de escoria de zinc en la rosca. Este proceso limpia la rosca y garantiza la estanqueidad.

Características de las piezas forjadas

En comparación con las piezas de fundición, el metal procesado por forja puede mejorar su microestructura y sus propiedades mecánicas. Tras la deformación en caliente por el método de forja de la estructura de fundición, debido a la deformación y recristalización del metal, los granos originales gruesos dendríticos y columnares se convierten en granos más finos e igualmente distribuidos con estructura recristalizada equiáxica. La segregación, la soltura, los poros y las inclusiones originales del lingote de acero se compactan y sueldan por presión, y su estructura se vuelve más compacta, lo que mejora la plasticidad y las propiedades mecánicas del metal.

Las propiedades mecánicas de las piezas fundidas son inferiores a las de las piezas forjadas del mismo material. Además, el proceso de forja puede garantizar la continuidad de la estructura de la fibra metálica, de modo que la estructura de la fibra de la forja es coherente con la forma de la forja, y la línea de flujo del metal está intacta, lo que puede garantizar que las piezas tengan buenas propiedades mecánicas y una larga vida útil. Las piezas forjadas producidas mediante los procesos de forja de precisión, extrusión en frío y extrusión en caliente no pueden compararse con las piezas fundidas.

Las piezas forjadas son objetos a los que se da forma aplicando presión al metal mediante deformación plástica para conseguir la forma requerida o una fuerza de compresión adecuada. Este tipo de fuerza se consigue normalmente utilizando un martillo de hierro o a presión. El proceso de forja crea una delicada estructura de grano y mejora las propiedades físicas del metal. En el uso real de los componentes, un diseño correcto puede hacer que el grano fluya en la dirección de la presión principal. Las piezas de fundición son objetos con forma de metal obtenidos por diversos métodos de fundición, es decir, el metal líquido fundido se inyecta en un molde preparado mediante vertido, inyección a presión, succión u otros métodos de fundición y, tras enfriarse, el objeto obtenido tiene determinada forma, tamaño y rendimiento después de la limpieza y el postprocesado, etc.

Aplicación de las piezas forjadas

La producción de piezas forjadas es uno de los principales métodos de procesamiento que proporciona el mecanizado en bruto de piezas mecánicas en la industria de fabricación mecánica. Mediante la forja, no sólo se puede obtener la forma de las piezas mecánicas, sino que también se puede mejorar la estructura interna del metal, así como las propiedades mecánicas y las propiedades físicas del metal. Los métodos de producción por forja se utilizan sobre todo para fabricar piezas mecánicas importantes sometidas a grandes fuerzas y con elevados requisitos. Por ejemplo, los ejes de generadores de turbinas de vapor, rotores, impulsores, álabes, obenques, grandes columnas de prensas hidráulicas, cilindros de alta presión, rodillos de laminadores, cigüeñales de motores de combustión interna, bielas, engranajes, cojinetes y piezas importantes de la industria de defensa nacional, como la artillería, se fabrican mediante forja.

Por lo tanto, la producción de forja se utiliza ampliamente en la metalurgia, la minería, la automoción, los tractores, la maquinaria de cosecha, el petróleo, la química, la aviación, la industria aeroespacial, las armas y otros sectores industriales. En la vida cotidiana, la producción de forja también ocupa un lugar importante.

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