El Forjado

Forja, proceso de modelado del hierro y otros materiales maleables golpeándolos o troquelándolos después de hacerlos dúctiles mediante aplicación de calor. Las técnicas de forjado son útiles para trabajar el metal porque permiten darle la forma deseada y además mejoran la estructura del mismo, sobre todo porque refinan su tamaño de grano. El metal forjado es más fuerte y dúctil que el metal fundido y muestra una mayor resistencia a la fatiga y el impacto.

FORJA MANUAL

La forja manual es la forma más sencilla de forjado y es uno de los primeros métodos con que se trabajó el metal. Primero, el metal se calienta al rojo vivo en el fuego de una fragua, y después se golpea sobre un yunque para darle forma con grandes martillos denominados machos de fragua. Ésta es un hogar abierto construido con una sustancia refractaria y duradera, como ladrillo refractario, y dotado de una serie de aberturas por las que se fuerza el aire mediante un fuelle o un ventilador. En la fragua se emplean como combustible diversos tipos de carbón, entre ellos coque o carbón vegetal. El herrero además de martillos, emplea otras herramientas en las diferentes operaciones de forja.

Un herrero forja a mano una pieza de hierro. Emplea un martillo y un cincel para cortar el hierro caliente sobre el yunque.

En general existen seis tipos básicos de forjado: el engrosado, que consiste en reducir la longitud del metal y aumentar su diámetro; la compresión para reducir el diámetro del metal; el doblado; la soldadura, o unión de dos piezas de metal por semifusión; el perforado, o formación de pequeñas aberturas en el metal, y el recortado o realización de grandes agujeros.

Para engrosar una pieza de metal se golpea a lo largo de la dimensión más larga (por ejemplo, el extremo de una barra o varilla), lo que acorta y comprime la pieza. La compresión se logra golpeando el trozo de metal mientras se sujeta sobre el yunque con alguna de las diversas herramientas cóncavas llamadas estampas de forja. El doblado se consigue golpeando la pieza alrededor de un molde o haciendo palanca con la pieza en un punto de apoyo. Para soldar hierro en la fragua, se aplica en primer lugar un fundente —como el bórax— al metal calentado, para eliminar cualquier posible óxido en las superficies de las piezas, y después se juntan éstas golpeando una contra otra a altas temperaturas; si está bien hecha, una junta soldada de este tipo es homogénea y tan resistente como el metal original. Para taladrar agujeros pequeños se apoya el trozo de metal en una pieza anular situada encima del yunque y se atraviesa con un punzón a golpes de martillo. Para recortar agujeros mayores o trozos de metal se emplean cinceles pesados y afilados, similares a los cortafríos utilizados para cortar metal en frío. La combinación de varias operaciones puede producir piezas forjadas de una gran variedad de formas.

FORJA MECÁNICA

La principal diferencia entre la forja manual y mecánica es que en la segunda se emplean diversos martillos y prensas mecánicas en lugar de machos de fragua. Estas máquinas permiten al operador golpear el metal con fuerza y rapidez y producir piezas forjadas de gran tamaño y alta calidad con la velocidad que exigen las modernas cadenas de montaje. Otra ventaja del forjado mecánico es que cuanto más fuertes sean los golpes durante el forjado, más se mejora la calidad de la estructura metálica. Trabajando toda la pieza a la vez se obtiene un tamaño de grano muy fino, que proporciona una máxima resistencia al impacto. Cuando se forja a mano una pieza grande, sólo se deforma la superficie, mientras que un martillo o prensa mecánicos deforman el metal de toda la pieza.

Un tipo especial de forja mecánica es la forja con troquel, también llamada estampación en caliente. En este método se coloca el metal caliente y blando entre dos troqueles y se presiona el troquel superior contra el inferior, lo que fuerza al metal caliente a entrar en las cavidades de los troqueles, como ocurre en la acuñación de monedas.

Para reducir un trozo de metal caliente a un tamaño determinado se emplean a veces piezas de forja. Se trata de dos rodillos cuya sección transversal no es circular, sino que tiene forma de leva. Los rodillos sólo se tocan y trabajan el metal durante una parte de cada giro, por lo que sólo reducen parte del metal que les llega.

Las operaciones de forja mecánica se efectúan muchas veces mediante una serie de troqueles montados en la misma prensa o martillo, que se colocan de modo secuencial para formar la pieza final tras una serie de pasos.

La forja es el formado de metal principalmente en caliente, por aplicaciones individuales e intermitentes de presión en lugar de aplicarle presión continua como en el rolado. Los productos generalmente son discontinuos también tratados y entregados como piezas unitarias más bien que como un flujo de masa. El proceso de forja puede trabajar metal comprimiendo su sección transversal y haciéndolo más largo, o apretándolo en sentido longitudinal y aumentando su sección transversal, o apretándolo en la parte interna y haciendo que se conforme a la forma de una cavidad.

La forja puede hacerse en dados abiertos o cerrados. En forma nominal las forjas en dado abierto se comprimen entre dos superficies planas o en la práctica los dados algunas veces tienen forma de V, semiredondos o semiovales.

Las forjas en dado cerrado se forman en cavidades de dado. Todas las forjas requieren habilidad, pero se requiere más con los dados abiertos que con los cerrados. Con un dado cerrado se obtiene producción más rápida y tolerancias más estrechas. Los dados abiertos obviamente son mucho menos costosos que los cerrados y son más económicos para unas pocas partes. En la mayoría de los martillos y prensas pueden hacerse forjas en dados ya sea abiertos o cerrados.

3. Proceso de forjado

El forjado es un proceso de deformación en el cual el material se comprime entre los dados, usando una fuerza de impacto o una presión gradual para formar la pieza. El proceso puede realizarse en frío o en caliente, la selección de temperatura es decidida por factores como la facilidad y costo que involucre la deformación, la producción de piezas con ciertas características mecánicas o de acabado superficial. Este proceso es la operación más antigua para formado de metales y se remonta quizá al año 5000 a.C. En la actualidad el forjado es un proceso industrial importante, mediante el cual se hacen una variedad de componentes de alta resistencia

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