Forja en Caliente

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1.¿Qué es la forja en caliente?

La forja en caliente implica el calentamiento de una pieza de trabajo hasta aproximadamente el 75% de su temperatura de fusión. Esto permite que la tensión de flujo y la energía requeridas para formar el metal disminuyan, aumentando efectivamente la tasa de producción (o tasa de deformación). La forja en caliente ayuda a que el metal sea más fácil de moldear y menos propenso a fracturarse.

El hierro, junto con sus aleaciones, casi siempre se forja en caliente por dos razones principales:
#1) Si el endurecimiento por trabajo progresa, será más difícil trabajar con materiales duros (como el acero y el hierro)
#2) Es una opción más económica forjar metales como el acero y luego seguir con procesos de tratamiento térmico, ya que los metales como el acero pueden fortalecerse a través de otros procesos (y no necesariamente solo procesos de trabajo en frío).
Las temperaturas promedio para la forja en caliente incluyen:
Aleaciones de aluminio (Al) – 360° (680°F) a 520°C (968°F);
Aleaciones de cobre (Cu) – 700 °C (1 292 °F) – 800 °C (1 472 °F);
Acero: hasta 1 150 °C (2 102 °F)

2. Los beneficios y efectos secundarios desfavorables de la forja en caliente

El proceso de forjado en caliente produce las formas más variadas en comparación con otros procesos de forjado y, dado que los troqueles no son muy caros de producir, se adapta muy bien a lotes pequeños y componentes bien formados.

✔ Buena ductilidad
✔ Posibilidad de fabricar piezas a medida con formas complejas
✔ Alta precisión, excelente calidad superficial
✔ Altos índices de formabilidad, costo-beneficio
✔ Rigidez mejorada y, por lo tanto, menos energía requerida
✔ Mayor difusión y, por lo tanto, menor falta de homogeneidad química
Sin embargo, la forja en caliente presenta 2 efectos secundarios desfavorables
✘ Las áreas funcionales del componente deben mecanizarse antes del ensamblaje, ya que las condiciones superficiales, las tolerancias dimensionales y la contaminación residual de la superficie no son adecuadas para el diseño de ensamblaje mecánico habitual.
✘ El rendimiento del material es superior a otros (forja en frío y en caliente) debido a la cascarilla que se produce durante el calentamiento, y por el mecanizado posterior.

3. Las cosas más importantes a tener en cuenta al realizar la forja en caliente

Enfriamiento: El enfriamiento debe realizarse con sumo cuidado debido al riesgo de deformación.
Tolerancias: otra cosa importante a considerar al elegir la forja en caliente es la tolerancia dimensional menos precisa en comparación con la forja en frío.
Flash: las forjas en caliente se pueden dividir en forjas con y sin flash. Estos con flash poseen geometrías 3D complejas en comparación con los sin flash, generalmente limitados a componentes axisimétricos o componentes con geometrías cíclicas simétricas.
Troqueles: Los troqueles utilizados en la forja en caliente se fabrican a medida para que coincidan con los diseños de las piezas del cliente. El proceso se realiza con martillos de caída, caída de potencia o de contragolpe, prensas hidráulicas o de tornillo y otra maquinaria similar para comprimir el metal calentado en la forma deseada de la pieza. Dado que los troqueles utilizados en la forja en caliente se someten a ciclos térmicos severos y cargas mecánicas, se deben tener en cuenta el agrietamiento, la deformación plástica, el agrietamiento por fatiga térmica y el desgaste. Para prolongar la vida útil de los troqueles, se requiere una buena ductilidad y tenacidad y niveles mejorados tanto de dureza en caliente como de resistencia a la tracción en caliente.

4.Materiales para forjado en caliente y aplicación

5. Preguntas frecuentes

P: ¿Qué podemos ofrecer para operaciones secundarias y tratamiento térmico de forjado en caliente?
A: ☆ Mecanizado de alta precisión
â˜... Punzonado, taladrado, roscado, doblado, fresado
☆ Pintura, anodizado, óxido negro, recubrimiento en polvo
★ Tratamiento térmico

P: ¿Qué industrias pueden beneficiarse principalmente de la forja en caliente?
R: Las aplicaciones de productos forjados en caliente más comunes se encuentran principalmente en configuraciones automotrices, agrícolas, aeroespaciales y de construcción, que requieren resistencia y durabilidad.

P: ¿Qué es mejor la forja en frío o la forja en caliente?
R: La forja en frío mejora la resistencia del metal al endurecerlo a temperatura ambiente. La forja en caliente da como resultado un límite elástico óptimo, baja dureza y alta ductilidad al endurecer el metal a temperaturas extremadamente altas.