Pros y contras de la forja en frío y la forja en caliente

La forja en frío es un proceso importante que se utiliza para dar forma y fortalecer metales. Para comprender mejor cómo funciona, es importante comprender primero qué es la forja y qué ofrece cada tipo de forja.

¿Qué es la forja?

La forja es un proceso de fabricación mediante el cual una pieza de metal sólido se deforma y luego se le da nueva forma mediante compresión. A diferencia de otros métodos de dar forma al metal, la forja le da al creador más control sobre el resultado final porque la veta del metal se deforma para seguir la nueva forma. Esto significa que el falsificador puede decidir qué partes del nuevo objeto metálico serán las más resistentes. Como resultado, una pieza forjada es más fuerte que la misma pieza creada mediante fundición o mecanizado.

Se utilizan diferentes herramientas para realizar la forja, incluidos el martillo y el yunque más tradicionales, así como el uso industrial de martillos impulsados ​​por electricidad, vapor o hidráulica. Hoy en día, la forja se realiza en gran medida mediante máquinas a nivel industrial y es una industria mundial.

La forja se realiza en caliente, tibia o en frío. Independientemente de la temperatura, el método y las máquinas utilizadas se pueden clasificar en una de las siguientes:

• Forja por estampación: uso de martillos de forja y prensas de tornillo.

• Forjado a presión (movimiento de rotación): Uso de máquinas hidráulicas y mecánicas.

• Forjado a presión (movimiento de traslación): uso de laminadores

• Forjado a presión (una combinación de movimiento de traslación y rotación): flospinning y forjado orbital

¿Qué es la forja en frío?

También llamado conformado en frío, el forjado en frío es un proceso que tiene lugar cerca de la temperatura ambiente, en lugar de a temperaturas más altas como el forjado tibio y en caliente. Se hace colocando la pieza de trabajo entre dos troqueles y golpeándolos hasta que el metal adopta su forma. Debido a la fricción creada por el proceso, la temperatura del metal que se forja puede aumentar hasta 250 °C o 482 °F. La forja en frío tiene sus ventajas y desventajas.

Ventajas de la forja en frío

Debido a que este proceso se lleva a cabo sin calentar previamente el metal, ofrece muchas ventajas y se utiliza a menudo en la industria automotriz. Por ejemplo, suele ser más económico que otros procesos, ya que el producto final no requiere mucho acabado, si es que requiere alguno. Además, después queda poco o ningún exceso de material, ya que el peso neto del metal original es aproximadamente el mismo que el peso del producto terminado. Además de no tener exceso de material, los troqueles utilizados en la forja en frío duran más que en procesos más calientes, lo que significa menos reemplazos.

Otra ventaja es que, aunque la ductilidad del metal disminuye durante el proceso de forjado en frío, el metal experimenta un gran aumento tanto en el rendimiento como en la resistencia a la tracción. Debido a que no se calienta, la veta del metal conserva su tamaño y cambia de dirección para adaptarse al cambio en la forma de la propia pieza, lo que da como resultado una mayor resistencia.

Desventajas de la forja en frío

La principal desventaja de la forja en frío es que no se puede utilizar para todos los metales porque es mucho más probable que ciertos tipos se agrieten o rompan durante el proceso. Por ejemplo, si bien algunos aceros se pueden forjar a temperatura ambiente, los tipos de acero con un contenido de carbono del 0,5% o más no pueden forjarse.

Otra desventaja es que la forja en frío sólo puede crear determinadas formas. Esas formas suelen ser más básicas y producidas en masa. Si está buscando una pieza de metal personalizada, probablemente un proceso diferente funcionará mejor para obtener el resultado deseado.

¿En qué se diferencia de la forja en caliente?

La diferencia más obvia entre la forja en frío y en caliente es la temperatura. A diferencia de la forja en frío que comienza a temperatura ambiente o cerca de ella, la forja en caliente ocurre cuando el metal se calienta por encima de su temperatura de recristalización. Esta suele ser una temperatura extremadamente alta; por ejemplo, el acero se calienta a 1150 °C o 2202 °F, y las aleaciones de cobre a 700-800 °C o 1300-1470 °F, lo que equivale aproximadamente al 75 % de la temperatura de fusión. Estas altas temperaturas son necesarias para evitar que el metal se endurezca por deformación durante el proceso de forjado. A estas temperaturas, el metal se encuentra en un estado similar al plástico, técnicamente todavía sólido, pero mucho más maleable.

La forja en caliente generalmente se realiza mediante un proceso llamado estampado, lo que significa que el metal calentado se coloca en una prensa y luego se presiona entre un troquel y una herramienta.

Ventajas de la forja en caliente

Debido a que el proceso de forjado ocurre a altas temperaturas, el metal plástico es dúctil y fácilmente moldeado. Durante la forja en caliente se pueden crear formas y diseños complejos, a diferencia de la forja en frío, donde esto puede ser extremadamente difícil. Si buscas fabricar piezas metálicas personalizadas, la forja en caliente es la mejor opción debido a su estado maleable antes del endurecimiento. Este método es ideal para crear formas tridimensionales y complejas.

A diferencia de la forja en frío, que a veces requiere el paso adicional de calentar luego el exterior del metal para darle las propiedades adecuadas, la superficie del metal que ha sido forjada a altas temperaturas es ideal para la mayoría de los tipos de trabajos de acabado.

La forja en caliente también es ideal para metales con un alto índice de conformabilidad, porque la integridad del metal no se ve comprometida por el alto calor. Estos metales se pueden moldear fácilmente sin ver ningún defecto en el metal, lo que los hace fuertes y dúctiles.

Desventajas de la forja en caliente

Una desventaja de la forja en caliente, en comparación con la forja en frío, es que algunos metales pueden deformarse si no se vigilan cuidadosamente cuando se calientan, se forjan y luego se enfrían. Esto significa tolerancias menos precisas que el metal forjado mediante conformado en frío.

La forja en caliente también suele ser más cara que la forja en frío debido al tratamiento térmico necesario para iniciar el proceso de forja, así como al proceso de enfriamiento que evita la deformación. Este tratamiento térmico se realiza mejor cuando está automatizado, especialmente a escala industrial, lo que puede generar costos iniciales adicionales para la compra de herramientas.

En última instancia, el proceso que elija depende del producto que necesite y del tipo de metal que utilizará. Ambos métodos de forjado pueden ser formas efectivas de fortalecer y convertir sus piezas de metal en el producto final que necesita.