Forjado

Es un procedimiento termodinámico en la fabricación de piezas mecánicas que se basa en la plasticidad, que es la propiedad de los metales de poderse deformar sin romperse. Esta deformación se puede efectuar mediante altas presiones o golpes. Se debe aplicar fuerzas que superen la zona elástica y trabajen sobre la zona plástica sin llegar a la zona de rotura.

Las piezas o metales ideales para ser forjados son aquellos que en el ensayo de tracción sufren un largo alargamiento. Cuando se forja en frío, el material queda más duro y se dice que la red se ha distorsionado, lo que produce aumentos de resistencia y de dureza. En cambio, cuando se forja en caliente, la estructura granular se reconstituye. Cada metal tiene una temperatura mínima de recristalización.

El proceso de forjado se clasifica en:

• Pesado
• Semipesado
• Liviano

Máquinas empleadas para el forjado

Martillos y prensas: Estas máquinas trabajan por golpes repetidos en caliente (martillos, pistones y martinetes), o por presión, esfuerzos estáticos (prensas).

• Los martillos, pilones y martinetes trabajan según el principio de la caída de una masa desde cierta altura sobre el acero. Para accionar la masa puede usarse vapor o aire. Estas máquinas pueden llegar a usar masas de hasta 125000 kg.
• Los martinetes pueden aportar presiones de hasta 1800 kg.
• Las prensas pueden ser hidráulicas o mecánicas, y trabajan por presión estática.

Cobre

Es un metal de gran plasticidad y tenacidad; su punto de fusión es de 1083 °C. En cuanto a su uso industrial, le sigue en importancia al hierro. Como metal puro tiene gran conductibilidad eléctrica (cobre electrolítico). Se usa en conductores y, para necesidades térmicas, en cubos y chapas. Forma un gran número de aleaciones empleadas por su resistencia a la corrosión o por ser antifriccionantes.

Todas las aleaciones de cobre se fabrican por fusión en hornos de llama directa o en crisol; pero cuando se desea obtener un producto de alta calidad se utiliza el horno a inducción de baja frecuencia.

Latones

Son aleaciones de cobre y zinc, pudiendo tener presente pequeños porcentajes de plomo (facilita el mecanizado) y estaño (mejora la resistencia). Cuando contienen algún elemento especial (Fe, Al o Mn) se denominan latones aleados; se usan para laminar barras, tubos, chapas y alambre.

Hay dos tipos de latones muy usados:

• Latón 70-30 (70% Cu, 30% Zn): Resistencia de 30 kg/mm² y dureza Brinell 60. Es apto para fundir y laminar chapa, alambre y perfiles.
• Latón 60-40: Apto para fundir, especialmente a presión, diversas piezas y forjar barras, tubos y perfiles. Resistencia = 50 kg/mm² y dureza Brinell 100.

Designación de los aceros

Para facilitar el concepto de cambiabilidad, existen especificaciones que contemplan la identificación de cada acero y su destino a un uso específico. Este procedimiento ha facilitado a las industrias la identificación de los aceros más adecuados a sus necesidades.

El sistema de numeración de los aceros SA comprende, en general, una serie de cuatro dígitos, el primero de los cuales indica el tipo de acero; el segundo indica generalmente el porcentaje aproximado del elemento de aleación predominante; los últimos dos dígitos indican comúnmente el promedio del contenido en carbono en puntos, es decir, en centésimas de 1%; así, por ejemplo, un 2340 indica un acero al níquel de aproximadamente 2% de níquel (3,25-3,75) y 0,40% de carbono.

Bronce

Son aleaciones formadas fundamentalmente por cobre y estaño, pudiendo existir también plomo en pequeña proporción para facilitar el maquinado, zinc para mejorar su colabilidad o fósforo como desoxidante. Cuando se aumenta el contenido de estaño, aumenta la dureza y la resistencia.

Tipos de bronce

• Bronces de estaño: Generalmente desoxidados con fósforo, se emplean con 10% de estaño y cobre el resto, y se usan para la construcción de casquillos de cojinetes y engranajes. Con el 20% de estaño resultan muy duros y se aplican en piezas de mayor resistencia.
• Bronce con plomo: Tienen buenas propiedades antifriccionantes y por eso se usan mejor para cojinetes; ejemplo: cobre: 86%, estaño: 10%, plomo: 4%. Para cojinetes de dinamo y motores eléctricos: cobre: 80%, estaño: 8%, plomo: 12%. Para cojinetes de gran presión superficial como los trenes laminadores y locomotoras: cobre 85%, estaño 5%, plomo 5%, zinc 5%.
• Bronces con níquel: Para su preparación se evita la separación del plomo, que tiene alta densidad, durante la fundición, y de esta manera se aumentan las resistencias mecánicas a la corrosión.
• Bronces al aluminio: Son aleaciones binarias de cobre con contenido entre el 5 y el 10% de aluminio, su empleo industrial es grande y se lo usa para la producción de bulones, engranajes para cojinetes de cargas elevadas y altas temperaturas.
• Bronces al berilio: Con aproximadamente 2% de Be, tienen buena resistencia mecánica. Se los utiliza para la fabricación de herramientas, antichapas y resortes.

Aluminio

Densidad: 2,68 gr/dm³; punto de fusión 650 °C. En estado puro se aumenta la resistencia a la corrosión, es muy plástico y buen conductor de la electricidad, por eso se lo usa para fabricar menajes, conductores eléctricos y papeles para la protección contra la humedad. La resistencia a la tracción en estado laminado y recocido es de 9 kg/mm², con una dureza Brinell de 20.

Aleaciones livianas

Se denominan aleaciones de aluminio por su baja densidad; estas aleaciones se fabrican por fusión en hornos de crisol o, un método superior, es el de la producción en hornos a inducción de baja frecuencia.

• Aleaciones con magnesio (10%): Con esto se obtiene gran resistencia y alargamiento. Con estas aleaciones se fabrican émbolos, culatas y perfiles.
• Aleaciones con 2% de manganeso: Se usan para piezas laminadas y perfiles.
• Aleaciones con zinc: Para fundir piezas de poca importancia. Generalmente las aleaciones no llevan un solo elemento agregado, sino valores en distintas proporciones como, por ejemplo, el llamado “Dura Aluminio”: cobre 4%, magnesio 1%, silicio 0,5%, manganeso 1%, aluminio 93,5%. Se los usa para construcción de piezas que deben poseer altas resistencias y que no deben ser atacadas por la corrosión. Su densidad es de 2,8 y su resistencia es de 20 kg/mm. Su dureza es de 45 Brinell.

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