Procesos de Conformado de Metales y Técnicas de Forjado Industrial

Trabajo en Tibio (Warm Working)

El trabajo en tibio se realiza por debajo de la temperatura de recristalización (aproximadamente entre 0,3 y 0,5 Tm). Sus principales características son:

• Fuerzas más bajas y menores requerimientos de potencia.
• Permite realizar trabajos más intrincados.
• Se puede eliminar o reducir la necesidad de recocido.

Formado Isotérmico

Este proceso se utiliza en materiales especiales de altas temperaturas. Consiste en eliminar el enfriamiento superficial y los gradientes térmicos mediante el precalentamiento de las herramientas. Como consecuencia, se produce una disminución de la vida útil de las herramientas.

Laminado Forjado y Forjado de Rodillos

En este proceso, se conforma la dimensión transversal de una barra pasándola por un par de rodillos con ranuras conformadas, con el fin de reducir la sección transversal de una pieza de trabajo cilíndrica o cuadrada.

Laminado Inclinado

Se usa normalmente para fabricar cojinetes de bolas. Se alimenta alambre o barra redonda al hueco entre los rodillos y se forman piezas más o menos esféricas, en forma continua, por la acción de los rodillos giratorios. En este forjado, se conforma la dimensión transversal de una barra pasándola por un par de rodillos con ranuras conformadas.

Laminador de Anillos

El material inicial para el laminado de rodillos es una palanquilla perforada. Después de realizar un agujero por medio de cualquier técnica adecuada, el anillo de pared gruesa se lamina; el diámetro va aumentando gradualmente mientras el espesor del anillo va decreciendo.

Laminador de Rosca

Es un proceso de formado en frío en el cual se forman roscas rectas o cónicas en varillas redondas. Este método genera roscas sin ninguna pérdida de material y con buena resiliencia; además, el acabado superficial es muy terso.

Clasificación de los Procesos de Forjado

Los procesos de forjado están entre las técnicas de manufactura más importantes. Se pueden distinguir cuatro amplios grupos de forjado:

• Forjado en matriz abierta.
• Forjado por matriz de impresión.
• Forjado en matriz cerrada.
• Forjado rotatorio.

Forjado en Dado Abierto

Es el proceso más simple de forjado. Este proceso se puede representar mediante una pieza de trabajo sólida colocada entre dos dados planos cuya altura se reduce por compresión; también los dados pueden tener una cavidad poco profunda.

Forjado con Dados o Matriz de Impresión

La pieza de trabajo toma la forma de la cavidad definida por las mitades superior e inferior de los dados (matriz) mientras se está forjando.

Forjado de Matriz Cerrada (Forjado sin Rebaba)

El acuñado es un caso especial del forjado por matriz cerrada, en el cual se imparte un detalle superficial tridimensional a una preforma.

Forjado Rotatorio (Estampadora Rotatoria)

Una barra sólida o tubo se somete a fuerzas de impacto radial por medio de una serie de dados que giran alrededor de la pieza.

Comparativa: Forjado y Fundición

• Ambos procesos requieren de matrices y presentan una línea de partición al medio de la pieza.
• La fundición entrega una pieza con menor resistencia mecánica que la obtenida por forja, pero permite obtener piezas más complejas.
• La forja permite un mayor control de la microestructura del material (controla el flujo del material).
• Son comparables en costo: cuál va a ser más barato depende directamente del volumen de producción.

Extrusión Hidrostática

Este proceso consiste en la transmisión de presión al tarugo por medio de un fluido hidráulico. Presenta las siguientes características:

• Posibilidad de grandes reducciones de sección en frío debido a la reducción de la fricción.
• Operación a temperatura ambiente.

Ventajas:

• Sin fricción en las paredes.
• Se pueden extruir materiales frágiles.
• Operación a temperatura ambiente.
• Se reduce el esfuerzo de fluencia por la presión hidrostática.

Desventajas:

• Aplicaciones industriales limitadas.
• Herramientas complejas.
• Requiere experiencia con presiones altas (presiones de hasta 1.400 MPa).

Doblado

El doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto. El metal por dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira.

Variantes del Doblado

• Bridado: Es el proceso de doblado de las orillas de láminas; la lámina se dobla en 90º para formar un borde.
• Rebordeado o formado de molduras: Los bordes de la parte se producen en forma de rizo o rollo.
• Acanalado o abordonado: La periferia de la lámina se dobla dentro de la cavidad del dado. El canal proporciona rigidez a la pieza, aumenta el momento de inercia, mejora la apariencia y elimina las orillas filosas.

Embutido

El embutido es una operación de formado de láminas metálicas que se usa para fabricar piezas de forma acopada, de caja y otras formas más complejas.