Forja en frio

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Introducción

Esta es la guía más completa sobre forja en frío disponible en línea.

Este artículo cubre los siguientes temas:

• Qué es la forja en frío y cómo funciona
• Cold forging benefits & disadvantages
• Forja en caliente vs forja en frío
• Los metales y equipos/máquinas utilizados
• Aplicaciones de forja en frío
• Y más…

Capítulo uno: ¿Qué es la forja en frío y cómo funciona?

Cold forging is a metal shaping & manufacturing process in which bar stock is inserted into a die and squeezed into a second closed die. The process, completed is at room temperature or below the metal‘s recrystallization temperature to form a metal into a desired shape or configuration.

La forja en frío es un proceso de deformación de metales eficiente y económico para la producción de grandes volúmenes de piezas a bajo costo. Hay tres métodos de forjado que difieren según la temperatura, que pueden ser fríos, tibios o calientes e implican el uso de martillos, troqueles o prensas para dar forma, exprimir, deformar y laminar metales. La forja en frío no debe confundirse con el mecanizado o la fundición, ya que el resultado final es un producto más resistente y de mayor calidad.

A diferencia de la forja en caliente o en caliente, la forja en frío da forma y deforma el material en barra a temperatura ambiente usando una fuerza de compresión localizada. Dependiendo de los requisitos del diseño de las piezas, la pieza de trabajo puede pasar a través de múltiples troqueles o golpearse varias veces seguidas para lograr la forma adecuada.

Capítulo dos: cómo funciona la forja en frío

El bajo costo de la forja en frío se debe a la reducción de los costos de mano de obra y la eliminación del procesamiento secundario. Las piezas se producen de manera rápida y eficiente a velocidades de hasta 1000 por hora, lo que reduce el costo por unidad. La producción es simplemente una cuestión de insertar una pieza de metal y dejar que las máquinas hagan el trabajo de manera rápida y rentable.

Los productos terminados de forja en frío tienen acabados superficiales perfectos y una estabilidad dimensional mejorada como se puede ver en la imagen a continuación. Los diferentes procesos mejoran la resistencia y durabilidad de la pieza de trabajo produciendo productos o piezas de larga duración.

El proceso de forja en frío

Paso 1: Lubricante

– Antes de la forja, la pieza de trabajo se trata con un lubricante para evitar que se adhiera a la matriz y para mantenerla fría durante el proceso de formación, ya que la deformación puede producir temperaturas de 250° a 450°.

Paso 2: Inserción de la pieza de metal

– Se coloca la pieza metálica sobre un troquel que tiene la forma de la pieza final. El troquel puede tener dos secciones, una unida al martillo y la otra debajo de la pieza de trabajo. El martillo es la parte superior y mecanismo de percusión que produce la fuerza para deformar la pieza metálica.

Paso 3: El trazo

– El golpeo de la pieza de trabajo, o carrera, puede ser producido por tres mecanismos: hidráulico, neumático o mecánico. Cada una de las técnicas impulsa un eje, con el martillo sobre él, hacia abajo con gran fuerza sobre la pieza de trabajo para crear la forma deseada. Esto sucede en una escala de milisegundos. En algunos casos, es posible que haya que dejar caer el martillo varias veces seguidas para producir el contorno y la forma exactos.

Paso 4: Destello

– Flash es el exceso de metal que se encuentra alrededor del troquel o conjunto de troqueles. Se extiende desde el cuerpo de la pieza forjada como una placa delgada donde se unen los troqueles y se retira durante el recorte. Flash limita el flujo del metal asegurando una impresión perfecta. La presencia de rebaba es fundamental para obligar al metal a llenar completamente la matriz.

Paso 5: Eliminación de piezas

– El método de remoción de la pieza depende del tipo de proceso. La mayoría de los fabricantes modernos utilizan la automatización para retirar la pieza mediante un transportador o una mano robótica. Esta es otra medida de ahorro de costos que elimina la necesidad de manipular materiales.

Paso 6: Después de dar forma

– Al igual que con otras partes del proceso, esto puede tomar muchas formas. Para las piezas que requieren un troquel y un golpe, la pieza se recorta y se envía a envío. En el caso de piezas que tienen múltiples facetas, se trasladan a otros procesos de troquel para agregar características. El movimiento del troquel de una estación a otra normalmente está automatizado. Con partes más grandes, se utilizan otros métodos mecanizados que pueden involucrar un hi-lo, un montacargas o una grúa.

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Capítulo tres: los beneficios de la forja en frío

Hay seis ventajas principales del borde en frío discutidas en detalle en este capítulo. Incluyen:

• Económico
• Producción más rápida
• Amigable con el medio ambiente
• Rendimiento superior del producto
• Alto rendimiento de producción
• Amplia variedad de metales

La siguiente información describe algunos de los beneficios de la forja en frío y por qué se usa tanto. El capítulo tres es una comparación de la forja en frío con la forja en caliente y las ventajas de cada una.

Económico:

La forja en frío es de bajo costo debido a 3 factores: preprocesamiento, temperatura y acabado. En otros métodos de conformado de metales, la pieza de trabajo debe someterse a algún tipo de preprocesamiento, como el calentamiento. Normalmente se utilizan hornos, estufas o electricidad para elevar la temperatura de un metal por encima de su punto de recristalización. Son costosos de mantener, producen contaminantes y consumen mucho tiempo.

En la forja en frío, una vez que se procesa una pieza de trabajo, está completa y requiere un acabado mínimo, lo que ahorra costos de mano de obra.

La forja en frío tiene un ahorro de material de hasta el 70% de los costos de producción ya que hay muy pocos desechos y desechos.

Producción más rápida:

La forja en frío es un proceso simple en el que la pieza de trabajo se coloca directamente en la máquina de forja para producir instantáneamente una pieza terminada. Los productores modernos utilizan la automatización para cargar la pieza de trabajo y retirarla de la prensa. Como puede ver en este diagrama, el metal se introduce en la máquina, se procesa y se mueve. La cantidad de tiempo entre entrar y terminar es menos de un segundo.

Amigable con el medio ambiente:

La principal razón por la que la forja en frío es respetuosa con el medio ambiente es la eliminación de la necesidad de calor, ya que los vapores y el humo de los hornos producen importantes emisiones de carbono. Esto también reduce el costo ya que los productores no tienen que instalar equipos de filtrado y limpieza de aire.

Rendimiento superior del producto:

El forjado en frío produce productos con un rendimiento superior porque reorganiza la estructura granular de la pieza de trabajo para seguir la configuración de la pieza final.

Elimina posibles reacciones negativas:

El trabajo del metal puede crear una variedad de problemas potenciales. La forja en frío elimina algunos de los efectos negativos, como la fatiga por porosidad, al aumentar la resistencia general del metal y eliminar el riesgo de pérdida de integridad del material.

Mayor calidad y larga vida:

Las piezas forjadas en frío son capaces de soportar grandes tensiones. Cuando la pieza de trabajo se fuerza más allá de su límite elástico o de elasticidad, aún puede conservar su forma alterada.

Retención de tolerancias parciales:

Las tolerancias críticas y estrechas de las piezas se mantienen durante toda la producción. Se reproducen hasta el más mínimo detalle para que cada parte sea un duplicado exacto de la primera.

Libertad de diseño:

A diferencia de otros procesos, la forja en frío permite la libertad de diseño donde se pueden producir contornos y formas intrincados que requerirían muchos métodos secundarios diferentes y costosos en otros procesos.

Alto rendimiento de producción:

Aunque puede haber variaciones entre los métodos de producción de forjado en frío, la alta velocidad de fabricación del forjado en frío puede producir desde 50 piezas por minuto hasta más de 400. Lo único que influye en la velocidad del proceso es el tamaño de la pieza.

Amplia variedad de metales:

Se puede forjar una amplia gama de metales, que incluye metales duros como acero al carbono, acero aleado y acero inoxidable, así como metales blandos como aluminio, latón y cobre.

Esta imagen es una muestra de pernos que han sido producidos por forja en frío. Cada uno de los diversos pernos se ha fabricado con un metal diferente. Se incluyen los hechos de cobre, latón, aluminio y acero.

Capítulo cuatro – Forja en caliente vs en frío

La diferencia entre la forja en caliente y la forja en frío es la temperatura: la forja en frío tensa y tensiona los metales a temperatura ambiente, mientras que la forja en caliente calienta los metales cerca o en sus puntos de fusión.

La clave del rango de temperatura es la recristalización: la forja en frío tiene lugar antes de la recristalización, mientras que la forja en caliente calienta un metal por encima de su punto de recristalización.

Elegir la forja en frío frente a la forja en caliente depende de:

• A los fabricantes de equipos y maquinados: Los productores se especializan en un proceso u otro para maximizar el uso de sus equipos.
• Demanda del cliente: durante la fase de diseño del desarrollo de piezas, los ingenieros toman la decisión sobre el mejor proceso para producir sus diseños, ya que la forja en frío y en caliente tienen sus limitaciones.
• Tipos de pieza producida: Muchas veces las restricciones en cuanto a la elección del proceso adecuado están determinadas por el diseño de la pieza, ya que algunas piezas solo pueden forjarse en caliente mientras que otras son perfectas para forjarse en frío. Los diseños de las piezas forjadas en frío son simples sin detalles intrincados, mientras que la forja en caliente puede producir piezas con características diminutas extremadamente precisas.
• Requisito de menor costo: siempre que sea posible, los fabricantes eligen la forja en frío, ya que requiere menos equipo y no incluye calefacción, lo que reduce significativamente el costo total de producción.

Forja en caliente

El forjado en caliente se realiza a temperaturas excepcionalmente altas, entre 700 °C o 1292 °F y 1000 °C o 1832 °F. El aumento de las temperaturas ayuda a evitar la deformación y el endurecimiento, así como también reduce el flujo de tensión y la cantidad de energía necesaria para deformar y dar forma a los metales. Una vez que los metales se enfrían, conservan su forma deformada. En el proceso de conformado se utilizan prensas hidráulicas, neumáticas y mecánicas.

Características de la forja en caliente:

Troqueles o moldes:

Uno de los principales gastos de la forja en caliente es el costo requerido para producir troqueles y moldes que están hechos de acero reforzado diseñado para soportar temperaturas extremas, capaz de resistir la fatiga y tener ductilidad, tenacidad y resistencia a la tracción.

Formas de forja en caliente:

Aunque muchos de los métodos de forjado en caliente son similares a los de forjado en frío, otros métodos incluyen la formación de gas, el templado en matriz, la formación por estirado y la isotérmica.

Temperatura del metal:

El tipo de proceso dicta la temperatura del metal cuando se le da forma. En algunos procesos, el metal se funde por completo y se vierte en un molde o se empuja a través de una matriz. En otros, se recoce y se le da forma mediante un troquel o molde bajo compresión y presión.

Factores ambientales peligrosos:

El mayor inconveniente es la cantidad de contaminantes producidos por el proceso de calentamiento. Este ha sido un problema importante desde su inicio durante la primera revolución industrial y ha sido un problema al que los productores se han enfrentado continuamente a lo largo de los años.

Calentamiento de metales:

Las piezas deben calentarse por encima del punto de recristalización, que está muy por encima de los 300 ° F y puede llegar a los 1000 grados. Se requieren grandes hornos u hornos para alcanzar las temperaturas adecuadas.

Tiempo involucrado:

La naturaleza complicada de la forja en caliente requiere tiempo para calentar el metal, procesarlo y enfriarlo. Aunque el estampado, la deformación o la conformación reales toman aproximadamente el mismo tiempo que la forja en frío, los procesos de calentamiento y enfriamiento requieren un cuidado y una gestión cuidadosos durante períodos prolongados.

Resultados de la forja en caliente:

El calentamiento y enfriamiento de los metales aumenta su resistencia, tenacidad y ductilidad, pero disminuye su dureza. Durante el proceso de enfriamiento, los metales pueden deformarse y deformarse.

Escalada:

La forja en caliente puede producir oxidación que conduce a la formación de incrustaciones, lo que puede decolorar la superficie del metal y dificultar el acabado.

Refinamiento:

Las piezas deben terminarse para eliminar deformidades, fallas y errores del proceso de calentamiento. Estas operaciones secundarias requieren mucha mano de obra y requieren varios tipos de equipo especializado.

forja en frio

La temperatura a la que tiene lugar la forja es lo que separa la forja en frío de la forja en caliente. Para forjar una pieza en caliente, se calienta a una temperatura por encima de su punto de recristalización, lo que cambia su microestructura. A medida que se calienta, se eliminan su tensión y resistencia internas para hacerlo más dúctil. La forja en frío no requiere calentamiento, lo que permite que un metal conserve su resistencia y microestructura.

Las características de las forjas en frío son las siguientes:

Temperatura de conformación:

Los metales se moldean a temperatura ambiente por debajo de su punto de recristalización, lo que tiene la ventaja de reducir los costos y evitar el gasto de los hornos.

Velocidad:

Las velocidades van desde siete piezas por minuto para máquinas de bajo volumen hasta 400 piezas por minuto para máquinas de alto volumen.

Equipo:

La forja en frío se realiza con máquinas diseñadas para dar forma al metal e incluyen compresión, doblado, corte y estirado. Los equipos están disponibles en una amplia gama de precios dependiendo de la cantidad de tecnología y su tamaño.

Costo:

Los ahorros de costos provienen del material y la velocidad. El ahorro de material proviene de la pequeña cantidad de chatarra producida, que es de hasta un 70%. Dado que las piezas se producen a un ritmo muy rápido, el costo por unidad es significativamente bajo.

Factores ambientales:

No se producen emisiones ni contaminantes, como se puede ver en esta máquina de Stalcop a continuación. Todo es autónomo y cerrado. El carbono y otros contaminantes se eliminan ya que no hay necesidad de calentar el metal.

Resultados de la forja en frío:

Como se puede ver en el diagrama a continuación, la estructura de grano de los metales se reorganiza para seguir el flujo de la pieza final, lo que elimina la fatiga por porosidad, aumenta la resistencia al corte y reduce cualquier riesgo de integridad del material. Al tensar el metal, se vuelve más fuerte y resistente. El inconveniente es que una vez que un metal se forja en frío, pierde su ductilidad y se vuelve más quebradizo.

Escalada:

Antes de forjar un metal, es importante eliminar cualquier escala, como óxido o corrosión, que pueda desarrollarse durante el almacenamiento. Si no se quita, la pieza tendrá el mismo deterioro que se encuentra en la forja en caliente.

Refinamiento:

Se requiere muy poco acabado. Una vez que se procesa una pieza, está lista para su uso o envío.

Desventajas de la forja en frío

La forja en frío no es perfecta. Como todos los métodos de producción, existen limitaciones y restricciones para la forja en frío que deberá considerar antes de elegirla para su próximo proyecto de producción.

• Solo se pueden producir formas y diseños simples en grandes volúmenes. Los patrones únicos, inusuales o intrincados no se pueden forjar en frío. Los niveles de deformación y los grados de conformación son limitados y los metales forjados en frío tienen menos ductilidad.
• La alteración de la estructura granular de un metal le da una resistencia extra pero puede producir tensión residual.
• Ciertos métodos de forjado en frío requieren tratamientos térmicos para eliminar posibles grietas o endurecimiento por fluencia.
• Existe una limitación en los tipos de metales que se pueden forjar en frío. No se deben elegir los que tienen baja ductilidad y sensibilidad al endurecimiento por deformación, ya que pierden su ductilidad y se romperán bajo la tensión de tracción. Solo se pueden utilizar metales con una dureza de HRC 44 en la escala Rockwell.
• Los procesos de producción requieren una gran cantidad de fuerza para producir la fuerza de compresión y la presión necesarias. Aunque la adición de hidráulica y neumática ha reducido el tamaño del equipo, no ha eliminado la cantidad de energía que consumen las máquinas.
• Las herramientas, los troqueles y los moldes deben diseñarse especialmente y ser lo suficientemente robustos y fuertes para poder soportar la fuerza repetitiva constante.

Capítulo Cinco – Procesos de Forja en Frío

El desarrollo de diferentes tecnologías y avances en el procesamiento de metales ha producido varios métodos de conformación y conformado de metales en frío. Cada uno sirve para una aplicación diferente, pero todos están diseñados para producir productos de manera eficiente y rápida sin necesidad de un acabado secundario.

Los ocho procesos de forja en frío más comunes son:

• Doblado
• laminación en frío
• dado cerrado
• Dibujo
• Extrusión
• troquel abierto
• Forja de anillos
• estampado

Como discutiré al final de este capítulo, hay más procesos además de los enumerados. Las descripciones a continuación le brindan una base de datos para una comprensión inicial de los diversos métodos.

Además, un aspecto muy importante del proceso de forjado en frío es el tipo de lubricante utilizado. Los dos más comunes son el fosfato de zinc o alguna forma de recubrimiento de polímero. Aunque la forja en frío se realiza a temperatura ambiente, el proceso de doblado y moldeado aumenta la temperatura de los metales. El lubricante puede prevenir errores y evitar que la pieza de trabajo se adhiera al troquel y prolongar la vida útil de las herramientas.

Los fabricantes de lubricantes ofrecen una variedad de productos que se adaptan a cada tipo de proceso de forjado en frío. En la imagen se muestran lubricantes de grafito, pero hay disponibles tipos sin grafito, así como recubrimientos de aluminato de calcio, fluoruro de aluminio y fosfato.

Métodos comunes de forja en frío:

Doblado -

El doblado se realiza usando una prensa y un troquel donde la pieza de trabajo es forzada contra la herramienta de conformación. También se conoce como laminación piramidal y, a veces, se utiliza para preparar una pieza para otro proceso de forjado en frío. La pieza de trabajo se tensa a lo largo de un solo eje para formar un ángulo.

laminación en frío -

El laminado es un proceso de formación en el que el metal pasa a través de un par de rodillos giratorios para la deformación plástica causada por la fuerza de compresión. Los esfuerzos de compresión producen fricción entre los rodillos y la superficie del material metálico. Se utiliza comúnmente para el procesamiento de acero.

Troquel cerrado –

En la forja con matriz cerrada, la pieza de trabajo se forma mediante golpes mecánicos sucesivos después de colocarla entre dos mitades de la matriz. Dado que el martillo golpea la pieza de trabajo varias veces, algunos productores se refieren a la forja con matriz cerrada como forja por estampación. A medida que se golpea el metal, fluye hacia las cavidades del troquel y lo cambia a la forma del troquel.

Dibujo -

El estirado consiste en tirar de la pieza de trabajo a través de un troquel mediante el uso de la fuerza de tracción aplicada a la salida del troquel. A medida que se tira de la pieza de trabajo, hay una reducción en el área de la sección transversal con un aumento en su longitud. Los metales formados tienen una tolerancia dimensional más estrecha que la que se produce mediante el laminado.

Extrusión –

El tocho o lingote es forzado a través de un troquel, bajo una fuerza de compresión, que tiene el perfil de la pieza final. Una vez que pasa, se corta a la longitud requerida, se prepara para el envío o se envía para su posterior procesamiento. La fuerza aplicada en la extrusión en frío puede alcanzar hasta 20.000 kN o 2007 toneladas. La extrusión se puede hacer hacia adelante, hacia atrás o en ambas direcciones.

Extrusión hacia adelante: el metal se empuja hacia adelante a través de la matriz.

Extrusión hacia atrás: el metal ingresa al troquel hacia atrás para formar orificios o copas que hacen que el fondo sea más grueso que sus lados.

Extrusión lateral: la fuerza se aplica lateralmente, de lado, en la dirección de la extrusión para agregar una segunda característica al perfil.

Morir abierto:

La forja con matriz abierta involucra dos matrices planas sin un perfil precortado. La pieza de trabajo se moldea progresivamente mediante varios procesos que permiten producir una amplia gama de formas y tamaños. Se utiliza principalmente con diseños que incorporan grandes componentes metálicos que requieren la máxima integridad estructural. La deformación se logra reposicionando la pieza de trabajo.

El exprimido, también conocido como dimensionamiento, es una forma de procesamiento de troquel abierto en el que se aplica fuerza en una distancia corta para producir un acabado dimensional preciso.

forja de anillos -

Con forja de anillos, una pieza de trabajo circular punzonada en el medio para producir una forma de dona. A medida que se gira la pieza perforada, se martilla y se aprieta. El proceso produce anillos sin costura con diámetros y resistencia perfectos.

estampación -

El estampado, o forjado radial, es la deformación de una pieza de trabajo para que dos partes encajen entre sí. Es automatizado y altamente confiable. Los dos tipos de estampado son tubulares y radiales. El estampado de tubos es como la extrusión en la que la pieza de trabajo se fuerza a través de un troquel. Con el estampado radial, un martillo fuerza la pieza de trabajo a través de dos o más matrices.

Cuando comience su búsqueda de un fabricante de forja en frío, encontrará más métodos además de los siete descritos aquí. Tener una comprensión básica de algunos de los métodos posibles lo ayudará a hablar con autoridad e inteligencia a los productores, así como a interpretar su jerga.

Al igual que con cualquier método de producción moderno, encontrará que la forja en frío está en constante crecimiento a medida que se desarrollan nuevas técnicas y métodos. Un factor importante y creciente es la incorporación de la automatización y la robótica, que está cambiando rápidamente el rostro de la industria. Un especialista en forja puede indicarle la dirección correcta para encontrar el proceso que mejor se adapte a sus necesidades.

Capítulo Seis – Equipos y Máquinas de Forja en Frío

Los equipos y máquinas de forja en frío vienen en tres variedades: hidráulica, neumática y mecánica. Si bien algunos proveedores se especializan en un solo tipo, encontrará que la mayoría tiene varias opciones según el precio y el tipo de operación. La tecnología y la automatización son comunes, como puede ver en la imagen a continuación, que es una prensa servo de forja en frío de Marvel Machinery. Las representaciones de diseño de piezas se crean utilizando software de ingeniería como CAD.

Existen requisitos que las máquinas deben cumplir para ser utilizadas para la forja en frío.

• Fuerza: los procesos de forjado en frío dependen de una enorme cantidad de fuerza. El equipo conectado con él debe ser capaz de absorber esa fuerza y ​​disiparla.
• Equilibrio: las máquinas deben tener un equilibrio de masa estática y dinámica para reducir las vibraciones y mejorar el rendimiento.
• Resistencia a lo largo del tiempo: independientemente del método de forjado en frío, cada uno requiere una poderosa fuerza repetida. Para que una máquina dure, tiene que ser capaz de soportar esa fuerza.
• Múltiples operaciones: las modernas máquinas de forjado o conformado en frío, llamadas cabezales, completan de una a varias operaciones durante un proceso. Esto es necesario ya que hay una cantidad limitada de deformación que se puede realizar con un golpe.

Tipos de equipos de forja en frío:

Martillo de forja de matriz hidráulica -

El martillo de forja con matriz hidráulica está diseñado para proporcionar la máxima fuerza con la menor inversión. Puede producir una amplia variedad de impresiones a partir de una variedad de troqueles. Opera utilizando los conceptos de ingeniería de la hidráulica donde un líquido incompresible está contenido en un cilindro. Cuando el líquido es comprimido por un pistón, un eje, con el troquel adjunto, desciende sobre la pieza de trabajo.

Tornillo prensado -

La prensa de tornillo se utiliza para grandes deformaciones debido a su baja velocidad de prensado. Se puede utilizar para troqueles sin rebaba y piezas forjadas con varillas largas. La configuración de la prensa de tornillo permite que se use para troqueles de una sola ranura que incluyen doblado y piezas forjadas finales. Un motor eléctrico proporciona la potencia para girar el tornillo que empuja el troquel sobre la pieza de trabajo.

Prensa de alta velocidad de marco C –

El diseño del marco en C es adecuado para operaciones de formado, punzonado, doblado y multiprensado. Vienen en diseños de manivela simple o doble con una fuerza de perforación de 110 a 400 toneladas y una carrera de deslizamiento de 110 a 280 mm. Pueden aceptar alturas de troquel de 435 a 600 mm y se pueden utilizar para producir piezas pequeñas.

prensa neumática -

La prensa neumática puede cubrir la gama completa de funciones de troquelado. Vienen con un freno y un embrague de fricción accionados neumáticamente. La energía para la prensa es producida por un compresor de aire que empuja el martillo de forja hacia abajo sobre la pieza de trabajo mediante presión de aire en un cilindro con un pistón.

prensa fria mecanica -

De las variedades de máquinas de forja en frío, la versión mecánica se está convirtiendo en la menos utilizada, ya que necesitan ser muy grandes para suministrar la fuerza necesaria. Tienen un volante que almacena energía de un motor. Cuando se activa el volante, empuja el martillo o el ariete hacia el dado. Puede proporcionar energía durante varias rotaciones, pero tiene que permanecer en ralentí para recuperar la energía de su motor antes de que pueda continuar con sus ciclos.

De las muchas variedades de equipos de forjado en frío, los tipos más comunes son los hidráulicos y neumáticos, porque ocupan menos espacio, pueden suministrar cantidades variadas de fuerza y ​​son programables. Cuando esté examinando sus opciones para la producción, es mejor conocer los tipos de equipos que tiene un productor, ya que es más probable que los equipos actualizados produzcan piezas de mejor calidad.

Capítulo siete: los tipos de metales forjados

La forja en frío ofrece una amplia gama de opciones cuando elige un metal para un proyecto. Las diferentes variedades incluyen metales duros como acero al carbono, acero aleado y acero inoxidable. El aluminio, el latón, el cobre, el silicio y el magnesio son metales blandos que se pueden utilizar. El único requisito para cualquier metal es que tenga una dureza de 44 HRC o inferior en la escala Rockwell.

Cobre -

El cobre es un metal excelente para la forja en frío ya que es muy dúctil y maleable. Se puede moldear, doblar o tirar con poca fuerza y ​​produce piezas resistentes a la corrosión y al óxido.

Aluminio –

El aluminio es un metal no ferroso que es extremadamente ligero con una baja densidad. Tiene una temperatura de fusión de 1220° F y es maleable, así como resistente al óxido y la corrosión.

acero al carbono -

El acero al carbono es una aleación de hierro y carbono. Los diversos grados dependen de la cantidad de carbono que se mezcla con el hierro. Tiene una resistencia y ductilidad excepcionales.

Acero inoxidable -

El acero inoxidable se ha convertido en uno de los metales más utilizados por su resistencia a la corrosión, apariencia y resistencia. Aunque el término acero inoxidable generalmente se usa para describir cualquier acero que tenga sus características, el acero inoxidable viene en una variedad de grados dependiendo de su contenido de aleación.

Aceros utilizados para la forja en frío

Aceros de bajo carbono con un contenido de carbono de 0,1% a 0,25%. La forja en frío mejora el endurecimiento por deformación en el acero, eliminando la necesidad de austenización, templado o recocido.

Metales aptos para forja en frío

Consideraciones a la hora de elegir un metal:

Lo más lógico e importante que puede hacer cuando está decidiendo un metal para un proyecto es investigar. Cada tipo de metal reacciona a la plastificación y deformación de diferentes maneras. El metal que elija tiene que adaptarse a su uso final y la fuerza que necesita. Si consulta con un experto en forja, puede obtener información valiosa que puede guiarlo para tomar la decisión correcta.

Capítulo ocho: aplicaciones de forja en frío

La forja en frío produce formas de cualquier tamaño con un alto grado de precisión dimensional y exactitud estructural. La eficiencia económica y la velocidad de la forja en frío la han convertido en la alternativa de producción más popular.

La forja en frío satisface las demandas de las industrias modernas porque:

• Maximiza el uso de materias primas: Una inversión clave para cualquier operación son las materias primas. El proceso de forjado en frío tiene un desperdicio muy limitado. El flash y el recorte se pueden volver a colocar en el proceso de fabricación.
• Reduce costos: dado que las piezas se producen rápidamente, el costo por unidad es muy bajo, lo que hace que los productos finales sean más rentables y menos costosos de producir.
• Produce piezas de alta calidad: La forja en frío aumenta la resistencia y durabilidad de las piezas y productos garantizando que durarán más. La estructura y características de una pieza moldeada no cambia proporcionando una excelente precisión dimensional.

Aplicaciones donde se utilizan piezas forjadas en frío:

Automóviles –

La alta resistencia, confiabilidad, calidad y precio asequible de la forja en frío la han hecho muy atractiva para la fabricación de automóviles. Las piezas forjadas en frío se instalan en puntos de alta tensión debido a su excelente resistencia a los golpes. Los componentes como los trenes de transmisión, los ejes de transmisión y los puntales o amortiguadores se forjan en frío. El siguiente diagrama es una muestra de algunas de las partes del tren de rodaje de un automóvil que se producen mediante forja en frío.

Herramientas manuales y ferretería –

Conectores tales como clavos, pernos, remaches y tuercas se han producido mediante forjado en frío durante años. Las bajas tolerancias y la excelente precisión dimensional es la razón por la que los productores de herramientas manuales prefieren el forjado en frío a otros métodos como el mecanizado.

Militar -

Los militares tienen estipulaciones muy estrictas con respecto al hardware militar y eligen la forja en frío para la fabricación de casquillos, balas y otro hardware militar. Las piezas tienen una alta fiabilidad y rendimiento en tiempos de crisis. Las bajas tolerancias y la resistencia de las piezas las hacen perfectas para armas militares.

Producción de engranajes –

La forja en frío se utiliza para la producción de engranajes porque elimina la necesidad de cortar en la conformación de engranajes. Los engranajes se pueden producir a partir de palanquillas de menos de 50 mm o moldeados con alambre en espiral. Es posible que sea necesario cierto recocido para eliminar la tensión residual y el endurecimiento por trabajo. Un beneficio importante de los engranajes forjados en frío es la suavidad y el silencio con que se engranan.

Conclusión

• La forja en frío produce metales con bajas tolerancias y alta precisión dimensional a muy bajo costo y grandes volúmenes.
• La forja en frío crea rápida y rápidamente piezas terminadas inmediatamente disponibles y completas.
• Los fabricantes le ofrecerán una amplia selección de procesos para producir exactamente y con precisión la pieza que necesita utilizando el equipo más actualizado y técnicamente avanzado.
• Tendrá una amplia gama de metales para seleccionar para completar su proyecto, desde acero endurecido y acero inoxidable hasta cobre y aluminio.
• Encontrará muy pocas limitaciones en la cantidad de productos que puede producir, desde componentes resistentes a la tensión para su automóvil hasta remaches, engranajes y herramientas de trabajo.
• Cuando compare la forja en frío y en caliente, encontrará que la forja en frío lleva menos tiempo y produce piezas y productos más resistentes y duraderos.