Diferencia entre la forja de matriz abierta y cerrada

Herrero forjando una pieza de metal

Hola de nuevo! En esta ocasión vamos a ver y analizar dos tipos de forjado en matriz: la forja de matriz abierta y la cerrada. Así que si te interesa quédate porque te vamos a explicar todos los detalles y distinciones. Así que amos allá, empecemos a ver cada uno de estos dos tipos de forjado.

¿Qué es la forja en matriz cerrada?

La forja en matriz cerrada, también conocida como forja en matriz de impresión, es un proceso de eleboración de metal en el cual una pieza de trabajo que se ha calentado previamente a una temperatura alta se prensa por medio de herramientas de encofrado en contramovimiento (matrices de forja). La materia prima calentada que tiene aproximadamente la forma o el tamaño de la pieza final forjada se coloca en el troquel inferior.

Este proceso de formación de metales es capaz de producir las formas más deseadas y, lo que es más importante, ofrece la dureza y la resistencia a los productos que se utilizan ampliamente en todas las industrias, incluida la aeroespacial, la generación de energía, la defensa, el petróleo y el gas, la construcción y la ingeniería.

La forja con matriz cerrada es el método de forja más utilizado. La alta temperatura durante el forjado en caliente permite el mayor nivel posible de deformación del material y el acceso a complejas geometrías 3D.

El proceso de forja en matriz cerrada


La forja de matriz cerrada se opera bajo dos matrices de herramientas que son una matriz estacionaria (yunque) y una matriz móvil (martillo). Ambos troqueles contienen una impresión de la forma deseada de la pieza. El troquel en movimiento presiona hacia abajo sobre el troquel estacionario y la pieza de trabajo de metal hace que el metal fluya hacia cada parte del troquel y tome su forma.

Por lo general, el forjado con matriz cerrada requiere que la pieza de trabajo se mueva a través de una serie de cavidades de impresión, al principio formando la forma rugosa y luego avanzando hasta que una cavidad de acabado da como resultado el producto final. El forjado en matriz cerrada se puede realizar con forjado en caliente, forjado en frío o forjado en caliente.

En la forja en caliente, el metal se calienta a alta temperatura y luego se forma. En la forja en frío, el metal no se calienta directamente, sino que se forma a alta presión. En la forja en caliente, el metal se calienta a un rango que está relativamente por encima de la temperatura ambiente pero por debajo de la temperatura de recristalización del metal.

Ventajas de la forja en matriz cerrada
  • La forja de matriz cerrada conduce a una mayor resistencia y tenacidad del producto.
  • En el proceso de forja en matriz cerrada no hay limitación de material, ya sea acero, latón o aluminio, todos pueden utilizarse en este proceso.
  • La forja de matriz cerrada proporciona un acabado de superficie mucho mejor debido a su forma precisa.
  • La forja de matriz cerrada es un proceso más limpio y ecológico en comparación con otros procesos de conformado de metales.
 
Desventajas de la forja en matriz cerrada
  • El proceso es relativamente caro ya que implica mayores costos de herramientas.
  • El proceso tiene una limitación de dimensión porque es posible que no sea posible formar productos complejos con formas irregulares mediante el forjado en matriz cerrada.
  • También tiene una limitación en el tamaño del producto, en el sentido de que es posible que no se produzcan productos más grandes mediante este proceso. Obviamente requerirán otras técnicas.

¿Qué es la forja en matriz abierta?

El proceso de forja de matriz abierta implica deformar una pieza de metal entre múltiples matrices que no encierran completamente el material. El material se modifica a medida que las matrices martillean o estampan el material mediante una serie de movimientos hasta lograr la forma deseada. En muchos casos, los productos formados mediante este tipo de forjado requieren un repavimentado o mecanizado secundario para lograr las especificaciones deseadas.

Si bien el acero y las aleaciones relacionadas son los temas más comunes para la forja en matriz abierta, otros metales que pueden moldearse de esta manera incluyen las aleaciones de cobre, níquel y titanio.

El proceso de forja abierta implica los siguientes pasos:

  • Paso 1: La materia prima se corta en partes más pequeñas si es necesario.
  • Paso 2: La materia prima se calienta para alcanzar la temperatura de forja requerida, generalmente la temperatura de forjado depende del tipo de material utilizado (el uso de calor suele ser necesario para hacer que el material sea dúctil y maleable).
  • Paso 3: Al metal calentado se le da la forma requerida aplicando presión de compresión. La presión de compresión es impuesta por el golpe continuo del martillo de forja para deformar las palanquillas de metal.
  • Paso 4: La pieza moldeada se somete a un acabado superficial secundario o mecanizado y tratamiento térmico.
Ventajas de la forja en matriz abierta
  • El proceso aumenta la resistencia y tenacidad del producto.
  • Es económico para la producción en masa de productos metálicos.
  • No hay límite para la cantidad de material que se puede formar mediante el forjado en matriz abierta.
  • Se pueden lograr diferentes dimensiones de tolerancias más estrictas y formas netas.
  • Menor desperdicio de material.
 
Desventajas de la forja en matriz abierta
  • No es muy económico para la producción de pequeñas cantidades de material.
  • No es capaz de formar piezas de alta precisión y tolerancia cercana.
  • A menudo se requiere un mecanizado secundario para lograr las dimensiones deseadas.

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