Optimización y Control de Calidad en la Forja: Procesos, Defectos y Soluciones Técnicas

Control de Calidad y Funcionamiento en el Proceso de Forja

Llenado y Seguridad Operacional

El canal de rebabas sirve para evacuar el material sobrante y asegurar el llenado de la estampa. Este se prevé en las fases finales del forjado.

Según la forma de las rebabas, se pueden identificar problemas en el proceso:

• Si las rebabas son variables, el eje de trabajo está defectuoso.
• Si no hay rebabas, hay falta de material.
• Si hay rebabas con pliegues, existen direcciones de flujo opuestas.

La eliminación de rebabas se realiza punzonando en la propia prensa o, posteriormente, de forma manual.

Las guías de las estampas sirven para sujetar la pieza dentro de la estampa, además de evitar deformaciones laterales causadas por fuerzas no compensadas.

Defectos Comunes en Piezas Forjadas

Defectos de las Piezas Forjadas con Estampa

Los defectos en piezas forjadas con estampa pueden clasificarse según su origen:

1. Defectos de Procesos Anteriores (Obtención de la Pieza en Bruto)

• Rayas o muescas.
• Pliegues, costras.
• Grietas internas, rechupes, etc.

2. Defectos Relacionados con el Llenado y la Geometría

• Falta de llenado de la cavidad de las estampas.
• Defectos de llenado en las aristas o en los redondeos de los fondos.
• Desplazamientos de una estampa respecto de la otra.
• Pliegues de la propia forja.
• Fibra con una orientación inadecuada.

3. Defectos por Corte y Calentamiento

• Defectos fruto de un corte de la pieza en bruto: corte oblicuo, rebabas del corte, etc.
• Mal calentamiento de la pieza en bruto: cascarillas, grietas, descarburación, etc.
• Presencia de huellas o cavidades como consecuencia de trozos de cascarilla.

4. Defectos por Interacción Herramienta-Material

• Agarre del material en las estampas y marcas de las herramientas.
• Marcas procedentes de los expulsores.

5. Defectos Post-Forja

• Grietas por enfriamientos rápidos en los tratamientos térmicos posteriores a la forja.

Defectos de las Piezas de Forja Abierta

1. Defectos Derivados de la Materia Prima (Lingotes/Tochos)

Estos defectos estaban presentes en los lingotes o tochos a forjar:

• Incrustaciones de escorias, arenas, etc.
• Cavidades de contracción, cavidades de contracciones y de zonas de licuación y de oclusión de gases.
• Capa dura delgada en la periferia del material.
• Dendritas en el centro del material orientadas en todas las direcciones.
• Dendritas inclinadas, horizontales o perpendiculares a las paredes.

2. Defectos Durante el Calentamiento al Forjar

• Excesiva cascarilla posteriormente no eliminada.
• Grietas internas debido a la velocidad excesiva de calentamiento.
• Crecimiento excesivo del grano (temperatura de calentamiento excesiva).
• Formación de óxidos en la periferia de los granos (mantenimiento a altas temperaturas durante mucho tiempo, piezas quemadas).
• Descarburación superficial (óxido de carbono en las capas superficiales).

3. Defectos Durante la Forja

• Pliegues de material.
• Rechupes cóncavos en las extremidades por calentamientos incompletos o energía de deformación insuficiente.
• Grietas en la superficie por baja temperatura de forjado o enfriamiento rápido en la periferia o, a la inversa, superficies calientes y núcleos fríos.
• Marcas producidas por la matriz por un trabajo poco cuidadoso.
• Grano grueso como consecuencia de una deformación insuficiente.

Otros Procesos Especializados de Forja

Existen diversos métodos de forja que se adaptan a requerimientos específicos de geometría y tamaño:

Forja por Laminación con Rodillos

Dos rodillos con la forma de la pieza grabada en su periferia comprimen y deforman el material. Sirve para obtener preformas. Es un proceso rápido y sencillo, ideal para piezas pequeñas. Se utiliza frecuentemente como fase previa a la forja con estampa.

Recalcado

Se sujeta la pieza con unas mordazas y una matriz con forma (o abierta) la golpea. Se realiza en frío o en caliente, obteniéndose preformas muy terminadas o una aproximación geométrica para los siguientes procesos.

Forja Orbital

Una matriz gira inclinada alrededor de una pieza, dando lugar a una deformación local. Es una alternativa al recalcado, utilizada para piezas pequeñas y de geometrías muy diferentes.

Malaxado (Martilleo Radial de Alta Frecuencia)

Martilleo radial a alta frecuencia con deformación en cada golpe. Se suelen dar 4000 golpes/min, obteniéndose productos punteagudos.

Forja Radial

Similar al malaxado, pero los martillos se mueven con accionamientos hidráulicos directos. Se usa para piezas grandes y en caliente.