UNIVERSIDAD

NACIONAL DE SAN
AGUSTÍN

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA

METALÚRGICA

CURSO: PROCESOS DE CONFORMADO II

TEMA: INFORME LAB. N° 4

DOCENTE:

Ing. Zulema Georgina, Hachire Patiño

ESTUDIANTE:

SIVINCHA PAUCAR, Oscar Emerson

Arequipa, 2021
 PRÁCTICA N° 4: PROCESO DE FORJA

1.1 OBJETIVOS

 Consolidar el conocimiento de los estudiantes con el desarrollo de las practicas

 Conocer el proceso de forjado, como sus aplicaciones.
 Reconocer las ventajas y desventajas del proceso de forjado.
 Conocer que propiedades obtienen los materiales mediante el proceso de forjado.

1.2 MARCO TEORICO

1.2.1 INTRODUCCION
Es el proceso de fabricación en el que la pieza de trabajo se deforma mediante fuerzas de
compresión o golpe, ejercidas generalmente mediante una matriz cerrada (forja cerrada o
estampación) o mediante un útil adecuado (forja libre). El forjado es un proceso industrial
importante mediante el cual se hace una variedad de componentes de alta resistencia para
automóviles, vehículos aeroespaciales y otras aplicaciones.

Estos componentes incluyen cigüeñales y bielas para motores de combustión interna,

engranes, componentes estructurales para aviación y piezas para turbinas y motores de
propulsión. El equipo que se usa en forjado consiste en máquinas de forja, que se clasifican
en martinetes, prensas, troqueles de forjado y herramientas especiales que se usan en estas
máquinas; equipos auxiliares como hornos para calentar el trabajo, dispositivos mecánicos
para cargar y descargar el material de trabajo y estaciones de recorte para recortar las
rebabas del forjado con troquel impresor.
TIPOS DE FORJADO

1. FORJA LIBRE: Se caracteriza por que la deformación del metal, no está limitada (es libre)
por su forma o masa. Se utiliza para fabricar piezas únicas o pequeños lotes de piezas, donde
normalmente estas son de gran tamaño

2. FORJA CON ESTAMPA: Consiste en colocar la pieza entre dos matrices que al cerrarse
conforman una cavidad con la forma y dimensiones que se desean obtener para la pieza. A
medida que se emplea martillos o prensas, el material se va deformando y adoptando a las
 matrices hasta realizarse un cordón de rebaba que sirve para aportar la presión necesaria
al llenar las zonas finales de la pieza.
Se utiliza para fabricar grandes series de piezas cuyas dimensiones y geometrías pueden
variar ampliamente.

3. FORJADO ISOTERMICO:
Es una categoría especial en la cual la temperatura de los troqueles es significativamente
superior a la forja convencional. La temperatura de los troqueles es la misma que la de las
piezas a forjar, este proceso permite utilizar tiempos lentos de deformación, lo que a su vez
produce piezas limpias y uniformes, por el cual ya no es necesario un proceso posterior de
mecanizado.
 4. RECALCADO:
A comparación de los anteriores, que se utilizan en caliente, este puede realizarse en frio.
Consiste en concentración o acumulación de material en una zona determinada y limitada
de una pieza, obteniendo como consecuencia directa de este proceso que disminuye la
longitud de la barra inicial y aumenta la sección transversal de esta en la zona recalcada.

APLICACIONES DEL PROCESO DE FORJADO

La forja tiene un sin número de aplicaciones en distintos campos, como lo son bielas, cigüeñales,
ejes, rejas, barandillas, cabezas de tornillos y pernos, remaches, clavos, etc.

1. FORJA DE MARTILLO
Se le llama trabajo de forjado o herrería, cuyo trabajo consiste en dar forma al metal por
medio del fuego y del martillo, contiene básicamente la fragua para calentar los metales
 (compuesto de hierro), un yunque y un recipiente en el cual se pueden enfriar rápidamente
las piezas forjadas para templarlas. Las herramientas incluyen tenazas para sostener el
metal caliente y martillos para golpearlo. En la forja se modela el metal por deformación
plástica y es diferente de otros trabajos del metal en los que se elimina parte del material
mediante brocas, fresadoras, torno, etc., y de otros procesos por los que se da forma al
metal fundido vertiéndolo dentro de un molde (fundición).

FRAGUA:

Es una especie de fogón que se utiliza para forjar metales. Construida de ladrillo o piedra, cubierta
de rejillas, en la cual se aviva el fuego pasando una corriente de aire horizontal por medio de un
fuelle manual o mecánico. También se pueden utilizar hornos, calentados por coque, gas, gasóleo o
eléctricamente. La forja puede estar constituida por una bancada de albañilería o un armazón
metálico.
HERRAMIENTAS A UTILIZAR

1.Badil (recogedor): Para echar carbón y para limpiar el hogar.

2.Rascacenizas: El rascacenizas se usa para remover el fuego, quitar las escorias y acercar
combustible nuevo a la tobera.

3.Cazo de enfriar: El cazo de enfriar se emplea para localizar el calor. El cerco exterior del fuego se
mantiene húmedo para que el calor se concentre en el centro. El cazo de enfriar se llena de agua en
la pila de enfriamiento.

4. Cerco de combustible

5. Carbón de piedra: En general, se utiliza un carbón especial con bajo contenido de azufre.

6. Carbón vegetal: Para calentar aceros de herramientas se emplea frecuentemente carbón vegetal
(en algunos casos quemadores). En algunas fraguas de forja o de temple, a veces, se emplean fuegos
de fuel, gas o electricidad.

7. Martillos: la herramienta principal del forjador es el martillo. Según el género de trabajo a

ejecutar, su forma y su peso son variables. Este es de acero y este compuesto de un cuerpo y un
mango. El cuerpo presenta en uno de sus extremos una superficie ligeramente bombeada, llamada
tabla, boca o área, cuyas aristas deben estar ligeramente redondeadas para evitar las
desconchaduras

8. Tenazas de forja: Para manejar las piezas cortas durante el forjado y el calentado, el forjador
utiliza tenazas, cuyas formas y dimensiones varían según las circunstancias del trabajo, el volumen
y la posibilidad de agarre de las piezas. Las tenazas son de acero dulce; el forjador las confecciona
él mismo, las trabaja para que se adhieran bien a la pieza, lo que se coge, y de la boca que sujeta la
pieza; las dos partes están ensambladas y articuladas por un remache que sirve de eje.

9.Tornillos para forja: tiene la misma forma que el tornillo de pie del ajustador, pero es mucho más
robusto. Su altura corresponde a la del yunque y su peso es de 75 a 125 kg. No puede girarse; sus
pies están empotrados en el suelo.

10. El yunque: Es el banco de trabajo del forjador, se emplea para golpear el hierro caliente sobre
él. Su superficie es de acero endurecido. Son de acero vaciado o de acero forjado.
TEMPERATURA DE FORJA

La temperatura de forja depende del material. Es conveniente que la forma final se dé de las piezas
con el mínimo caldeo posible ya que, si el calentamiento es demasiado prolongado o demasiado
fuerte, la estructura del acero se hace de grano grueso, quebradizo y poco resistente. Al rojo blanco,
el acero comienza a chispotear y se oxida. El acero quemado no puede ya utilizarse. En la zona del
calor de temple azul (290°C a 350°C), la ductilidad del acero es muy baja.

En la conformación en frío se produce tensiones en las cristalitas que, comenzando con una
consolidación, acaban formando fisuras. Las fisuras de tensión aparecen también cuando el
calentamiento es demasiado rápido porque la diferencia de temperaturas entre las capas interior y
exterior de la pieza se hace muy grande. El calentamiento del acero hasta unos 700°C se hace muy
lentamente; por encima de está temperatura hay que hacerlo con rapidez para evitar la
descarburación de la capa marginal y la formación de grano grueso.

El enfriamiento de las piezas forjadas hay que hacerlo lenta y uniformemente. Las tensiones pueden
reducirse por medio del recocido. El cobre puro se forja en frío; el aluminio entre 400°C y 500°C.

TEMPERATURA:

Las temperaturas aproximadas deforjado son:

❖ acero 1100 a 1250 °C;

❖ cobre y sus aleaciones 750 a 925°C;

❖ magnesio 370 a 450°C.

FORJABILIDAD
• La capacidad del material a deformarse sin generar fisuras

• La capacidad de aceptar una gran variedad de deformaciones.

• La capacidad de deformaciones complejas sin presentar fisuras

PROCESO EXPERIMENTAL

PASO 1: ENCENDER LA FRAGUA

Es una operación manual que consiste en iniciar fuego dentro de la bandeja u hogar de la fragua;
utilizando carbón vegetal, carbón de piedra, retazos ó hilaza (waipe), retazos de madera y petróleo.
Este se utiliza para calentar u forjar los aceros, comúnmente barras de diferentes secciones.

PASO 2: PROCESO DE EJECUCION

Seleccione los materiales

• Hilaza (waype)
 • Petróleo

• Retazos de madera

• Carbón vegetal y/o mineral.

PASO 3: CALENTAR EXTREMOS DE LA PIEZA

Es una operación que consiste en calentar el extremo de las piezas de acero cambiando de estado
sólido a pastoso mediante el fuego.

PASO 4: ESTIRAR EN CALIENTE

Se utiliza cada vez que se desea estirar el acero en caliente hasta lograr la forma deseada.

❖ Retire la pieza del fuego utilizando la tenaza.

➢ Coloque el extremo de la pieza sobre el yunque.

➢ Aguce con el martillo la punta de la pieza hasta obtener la medida requerida.

➢ Gire la pieza a 90 durante la ejecución del aguzado.

➢ Aguce el otro extremo repitiendo hasta obtener la forma deseada.

PASO 5: APLANAR CON MARTILLO Y ESTAMPA

Estire en caliente

• Aplanar parcialmente

• Utilice la estampa o contra estampa para dar forma a la pieza

2. RECOMENDACIONES
1. Limpieza y orden en el ambiente de trabajo.
2. Usar los implementos de seguridad.
3. Manejar bien las herramientas a utilizar.

3. RESULTADOS

Se pudo realizar la práctica de laboratorio entendiendo y comprendiendo todos los

conceptos desarrollados en clases, así como lograr los objetivos planteados al inicio de
la práctica.

4. CONCLUCIONES
  Aprendimos los fundamentos de la forja, así como sus aplicaciones en la
industria.
 Conocimos los pasos para realizar un forjado, así como también conocer la
temperatura adecuada.
 Vimos las propiedades de los metales cuando se trabajan en frio, algunas
ventajas y desventajas del trabajo en caliente.

5. CUESTIONARIO
1. Explicar que es la forja.
s el proceso para darle utilidad a un metal, moldeándolo, perfeccionándolo, mejorando
sus propiedades mecánicas y solidez metalúrgica, a través de una deformación
plástica controlada por medio de impacto o presión.
2. ¿Cuáles son las clases de forja?
La forja se clasifica en dos tipos según la temperatura utilizada durante el
proceso: forja en frío y forja en caliente. La forja en caliente es una técnica en la que la
pieza se calienta y luego se golpea hasta la forma deseada.

3. ¿Cuál es el ciclo térmico de la forja?

4. ¿Cuáles son las operaciones básicas de la forja?
OPERACIONES BASICAS DE LA FORJA: El trabajo en caliente se puede descomponer en
varias operaciones diferentes:
1.-ESTIRADO. consiste en alargar la pieza en un sentido dado para esto se trabaja dos
personas.
2. APLANADO: Consiste en aplanar la superficie, se usa martillos planos y se trabaja por
las dos caras.
3. RECALCADO: Es la operación inversa del estirado y consiste en agradar la sección de
una pieza.
4. AGUJEREADO: perforar en caliente con punzón o mandril y con la tajadera.
5. DEGOLLADO: Consiste en hacer escotadura con el fin de prepararla para cambiar las
formas.
6.CURVADOS: Consiste en doblar el fiero sobre el yunque.
7. CORTE: Se puede efectuar en frio o bien en caliente.
8.ESTAMPADO: Consiste en trabajar una pieza en caliente, prensándolo sobre un molde
de acero.
9. MADRILADO: CONSISTE EN AGRANDAR un agujero por medio de mandriles se usa la
punta de la bigornia.
10. CALDEADO: Consiste en unir dos o más pieza de hierro o acero dulce.
6. ¿Cuáles son los defectos de la forja?

PENETRACIÓN INCOMPLETA:
La penetración incompleta de la forja se puede poner de manifiesto fácilmente por el macro
ataque de una sección transversal de la pieza forjada; con el objeto de minorar este defecto
es corriente fabricar en la prensa piezas forjadas de mucha sección
GRIETAS:
El agrietamiento de la superficie puede producirse como resultado de un trabajo excesivo
de pieza forjada a temperaturas demasiado bajas o porque el material sea frágil en caliente.
El agrietamiento en las alas de las piezas forjadas por estampación es importante porque la
grieta suele penetrar en el cuerpo de la pieza forjada cuando se cortan las alas; este defecto
es frecuente entre más delgadas son las alas con respecto a espesor original de la pieza.
ABARRILAMIENTO
Se produce por rozamiento entre la pieza y en matriz o masa, Puede dar lugar a grietas
internas
PLEGADO
Es común en las piezas forjadas por estampación. Es una continuidad producida cuando dos
superficies del metal se pliegan una contra la otra sin llegar a soldar completamente.

7. ¿Cuáles son las herramientas y equipos para el proceso de forja?

 Badil (recogedor)
 Rascacenizas:
 Cazo de enfriar
 Cerco de combustible
 Carbón vegetal
 Martillos
 Tenazas de forja
 Tornillos para forja
 El yunque

8. ¿Cuáles son las normas de seguridad al realizar el proceso de forja?

 Protección del peligro de quemaduras: usar ropa con mangas largas, guantes para
soldar, zapatos abrochados. Abotonar el cuello de la camisa, cerrar las aberturas de
los bolsillos y usar pantalones sin bastillas para evitas la entrada de chispas o
escorias. Usar una máscara protectora de vidrio inactínico, protegiéndose el rostro
antes de activar el arco. No usar nunca máscaras agrietadas o rotas; las radiaciones
 luminosas pueden atravesarlas y provocar quemaduras. Vidrios inactínicos
agrietados o rotos deben ser sustituidos inmediatamente. No usar ropa manchada
con grasa o aceite: una chispa podría incendiarla. No tocar nunca con las manos
desnudas metales calientes como trozos de electrodos o piezas recién soldadas.

 Prevención respecto a humos tóxicos: graves malestares o indisposiciones pueden

ser provocados por humos, vapores o calor que la soldadura puede producir. Par
evitar este riesgo manténgase una adecuada ventilación. Trabajar en un espacio
reducido sólo cuando se encuentre adecuadamente ventilado o bien utilizando un
aspirador de humo.

 Prevención de incendio y explosiones: las causas de incendio o explosiones son

combustibles alcanzados por el arco, llamas, lanzamiento de chispas, escorias
candentes o material recalentado, cortocircuitos. Chispas lanzadas o escoria
despedidas durante el trabajo pueden pasar a través de resquebrajaduras, a lo largo
de conductos, a través de ventanas o puertas, grietas en los muros o en el
pavimento. Para prevenir incendios o explosiones, mantener la soldadora limpia y
lista para ser usada. Si en las cercanías se encuentran depósitos de combustibles,
no soldar. Después de haber efectuado las soldaduras controlar que en el área no
se produzcan chispas, no existan tizones ardientes o llamas.

 Atmósferas explosivas: no soldar o cortar en lugares en que el aire pueda contener

polvos inflamables, gases combustibles o líquidos inflamables como gasolina o
disolventes.

 Prevención de descargas eléctricas: conductores no aislados u otro metal no

cubierto en el circuito de soldadura, pueden fatalmente provocar descargas
eléctricas. NO tocar superficies húmedas sin la protección adecuada mientras se
está soldando. Mantener el cuerpo y la ropa secos. Nunca trabajar en lugares
húmedos sin una adecuada protección contra descargas eléctricas. NO tocar nunca
el electrodo o cualquier otro objeto metálico conductores contacto con el circuito
del electrodo mientras la soldadora se encuentra encendida. Pinzas portaelectrodo:
usar sólo pinzas portaeletrodo aisladas. Retira el electrodo después de haber
terminado de soldar. No usar pinzas con tornillos que sobresales.
  Conectores unir los cables de soldadura usando conectores aislados. Cable.
Controlar con frecuencia los cables para verificar la presencia de cortes, daños o
deterioro. SUSTITUIR INMEDIATAMENTE aquellos cables con aislamiento
excesivamente deteriorada o dañada, para evitar descargas letales causadas por
cables descubiertos.

 Dispositivos de seguridad: los dispositivos de seguridad como termoprotectores y

salva-vidas, no deben permanecer desconectados o destornillados. Antes de la
instalación, inspección o reparación de la soldadora, quitar a la máquina la
alimentación para evitar toda posibilidad de incendio involuntario. Cuando se deja
la soldadora sin custodia, desconectar siempre de la red eléctrica.

 Protección para portadores de dispositivo pacemaker: los campos magnéticos

derivantes de las altas corrientes de la soldadura pueden crear dificultades a los
portadores de pacemaker; por lo tanto, estas personas deben consultar al médico
antes de aproximarse a arcos de soldadura o efectuar operaciones de soldadura.

9. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas del proceso de forja?

Las ventajas de realizar una forja de precisión son: Las tolerancias cerradas. Con
frecuencia no se requieren operaciones de maquinado.

Como inconveniente podemos decir que:

 Se requieren grandes fuerzas.
 Que los dados son intrincados.
 Se requieren medios para separar la forjadura de los dados.

9. ¿Qué tipos de combustible se utiliza para encender la fragua?

utilizando carbón vegetal, carbón de piedra, retazos ó hilaza (waipe), retazos de madera y
petróleo.

10. ¿Qué tipo de piezas se puede forjar?

La forja tiene multitud de aplicaciones en distintos campos, como lo son bielas,

cigüeñales, ejes, rejas, barandillas, cabezas de tornillos, tuercas y pernos, remaches,
clavos, etc.
6. BIBLIOGRAFIA.
https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_forjado

https://es.scribd.com/document/328539942/Defectos-de-Forja

https://es.wikipedia.org/wiki/Forjado_con_dado_abierto_y_con_dado_cerrado

https://www.keyence.com.mx/ss/products/measure-
sys/machining/plasticity/forging.jsp#:~:text=La%20forja%20se%20clasifica%20e
n,golpea%20hasta%20la%20forma%20deseada.