Forja - Forge
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Una fragua es un tipo de hogar que se utiliza para calentar metales o el lugar de trabajo ( herrería ) donde se encuentra dicho hogar. El herrero usa la fragua para calentar una pieza de metal a una temperatura en la que se vuelve más fácil de moldear mediante la forja , o hasta el punto en que ya no se produce el endurecimiento por trabajo . El metal (conocido como la "pieza de trabajo") se transporta hacia y desde la forja con tenazas , que también se utilizan para sujetar la pieza de trabajo en el yunque del herrero mientras el herrero la trabaja con un martillo. A veces, como cuando se endurece el acero o se enfría el trabajo para poder manipularlo con las manos desnudas, la pieza de trabajo se transporta a la cuba floja , que enfría rápidamente la pieza de trabajo en una gran masa de agua. Sin embargo, dependiendo del tipo de metal, puede requerir un enfriamiento rápido con aceite o una salmuera en su lugar; muchos metales requieren más que el endurecimiento con agua. La bañera floja también proporciona agua para controlar el fuego en la fragua.
Tipos
Fragua de carbón / coque / carbón vegetal
Una fragua suele utilizar carbón bituminoso , coque industrial o carbón vegetal como combustible para calentar el metal. Los diseños de estas forjas han variado a lo largo del tiempo, pero si el combustible es carbón, coque o carbón vegetal, el diseño básico sigue siendo el mismo.
Una fragua de este tipo es esencialmente un hogar o chimenea diseñado para permitir que un fuego se controle de manera que el metal introducido en el fuego pueda llevarse a un estado maleable o para producir otros efectos metalúrgicos ( endurecimiento , recocido y revenido como ejemplos). . El fuego de la forja en este tipo de forja se controla de tres formas: cantidad de aire, volumen de combustible y forma del combustible / fuego.
A lo largo de miles de años de forja, estos dispositivos han evolucionado de una forma u otra como las características esenciales de este tipo de forja:
- Tuyere: una tubería a través de la cual se puede forzar el aire al fuego.
- Fuelles o soplador: un medio para forzar el aire en la tobera
- Hogar: un lugar donde se puede contener el combustible en llamas sobre o contra la abertura de la tobera. Tradicionalmente, los hogares se han construido con ladrillos de barro ( adobe ), ladrillo cocido, piedra o, posteriormente, de hierro.
Durante el funcionamiento, el combustible se coloca dentro o sobre el hogar y se enciende. Una fuente de aire en movimiento, como un ventilador o fuelle, introduce aire adicional en el fuego a través de la tobera. Con aire adicional, el fuego consume combustible más rápido y se quema más caliente (y más limpio: el humo puede considerarse como combustible potencial que se escapa).
Un herrero equilibra el combustible y el aire en el fuego para adaptarse a determinados tipos de trabajo. A menudo, esto implica ajustar y mantener la forma del fuego.
En una forja de carbón típica, una olla de fuego se centrará en un hogar plano. La tobera entrará en el fogón por la parte inferior. En funcionamiento, el núcleo caliente del fuego será una bola de coque ardiendo dentro y por encima del fogón. El corazón del fuego estará rodeado por una capa de coque caliente pero no ardiente. Alrededor del coque sin quemar habrá una capa de transición de carbón que se transformará en coque por el calor del fuego. Rodeando todo hay una capa de carbón en bruto en forma de anillo o herradura, que generalmente se mantiene húmeda y compacta para mantener la forma del corazón del fuego y evitar que el carbón se queme directamente para que se "cocine" primero en coque.
Si es necesario un fuego más grande, el herrero aumenta el aire que fluye hacia el fuego y alimenta y profundiza el corazón de coque. El herrero también puede ajustar la longitud y el ancho del fuego en una fragua de este tipo para adaptarse a diferentes formas de trabajo.
La principal variación de la forja y el fuego que acabamos de describir es una "corriente de fondo" donde no hay una olla de fuego, y la tobera entra en el hogar horizontalmente desde la pared trasera.
El coque y el carbón vegetal se pueden quemar en las mismas forjas que usan carbón, pero como no hay necesidad de convertir el combustible crudo en el corazón del fuego (como con el carbón), el fuego se maneja de manera diferente.
Los herreros individuales y las aplicaciones especializadas han fomentado el desarrollo de una variedad de forjas de este tipo, desde la forja de carbón descrita anteriormente hasta construcciones más simples que equivalen a un agujero en el suelo con una tubería que conduce a él.
Fragua de gas
Una forja de gas generalmente usa propano o gas natural como combustible. Un diseño común y eficiente utiliza una cámara de forja cilíndrica y un tubo de quemador montado en ángulo recto con el cuerpo. La cámara suele estar revestida con materiales refractarios como una cerámica refractaria moldeable dura o una manta térmica de cerámica blanda (por ejemplo, Kaowool). El quemador mezcla combustible y aire que se encienden en la punta, que sobresale un poco en el revestimiento de la cámara. La presión del aire, y por tanto el calor, se puede incrementar con un soplador mecánico o aprovechando el efecto Venturi .
Las forjas de gas varían en tamaño y construcción, desde forjas grandes que usan un quemador grande con un soplador o varios quemadores atmosféricos hasta forjas construidas con una lata de café que utilizan un soplete de propano simple y barato. Incluso se puede tallar una pequeña fragua de un solo ladrillo refractario blando .
La principal ventaja de una forja de gas es la facilidad de uso, especialmente para un principiante. Una forja de gas es fácil de operar en comparación con las forjas de carbón, y el fuego producido es limpio y consistente. Son menos versátiles, ya que el fuego no se puede remodelar para acomodar piezas grandes o de formas inusuales. También es difícil calentar una pequeña sección de una pieza. Un error común es que las forjas de gas no pueden producir suficiente calor para permitir la soldadura por forja , pero una forja de gas bien diseñada es lo suficientemente caliente para cualquier tarea.
Fragua de galas
Una forja de galas es un molino de agua donde el arrabio se refina para convertirlo en hierro forjado .
Equipo de forja
Yunque
El yunque sirve de banco de trabajo al herrero, donde se coloca el metal a forjar. Los yunques pueden parecer torpes y pesados, pero son una herramienta muy refinada, cuidadosamente moldeada para satisfacer las necesidades de un herrero. Los yunques están hechos de hierro fundido o forjado con una cara de acero para herramientas soldada sobre una sola pieza de acero para herramientas fundido o forjado. Algunos yunques están hechos únicamente de hierro fundido y no tienen cara de acero para herramientas. Estos no son yunques reales y no servirán a un herrero como tales porque son demasiado blandos. Un término común para un yunque de hierro fundido es "ASO" u "Objeto en forma de yunque". El propósito de una cara de acero para herramientas en un yunque es proporcionar lo que algunos llaman "rebote", además de ser duro y no abollarse fácilmente por golpes de martillo fuera de lugar. El término rebote significa que proyecta parte de la fuerza de los golpes del martillo del herrero hacia el metal, moviendo así más metal a la vez que si no hubiera rebote. Un buen yunque puede proyectar entre el 50 y el 99% de la energía de regreso a la pieza de trabajo. La parte superior plana, llamada "cara", está muy pulida y suele tener dos agujeros (pero puede tener más o menos según el diseño). El agujero cuadrado se llama agujero resistente, donde encaja el vástago cuadrado de la herramienta resistente. Hay muchos tipos diferentes de herramientas resistentes. El orificio más pequeño se llama orificio pritchel, y se usa como refuerzo al perforar orificios en metal caliente, o para sostener herramientas de manera similar a como lo hace la herramienta resistente, pero para herramientas que requieren poder girar en un ángulo de 360 grados, como una sujeción. -herramienta hacia abajo para cuando las tenazas del herrero no pueden sujetar una pieza de trabajo con la seguridad necesaria. En la parte delantera del yunque, a veces hay un "cuerno" que se utiliza para doblar, extraer acero y muchas otras tareas. Entre el cuerno y la cara del yunque, a menudo hay un área pequeña llamada "escalón" o "mesa de corte" que se utiliza para cortar acero en caliente o frío con cinceles y herramientas de corte en caliente sin dañar la cara del yunque. Las marcas en la cara se transfieren a imperfecciones en el trabajo del herrero.
Martillo
Hay muchos tipos de martillos que se utilizan en el taller de un herrero, pero aquí se nombran solo algunos de los más comunes. Los martillos pueden variar en forma y peso desde media onza hasta casi 30 libras, dependiendo del tipo de trabajo que se realice con ellos.
- Martillo de mano: utilizado por el herrero .
- Martillo de bola
- Martillo de punta cruzada
- Martillo de punta recta
- Martillo redondeador
- Mazo: utilizado por el delantero .
Cincel
Los cinceles están hechos de acero con alto contenido de carbono. Están endurecidos y templados en el filo mientras que la cabeza se deja blanda para que no se agriete al martillar. Los cinceles son de dos tipos, cinceles calientes y fríos. El cincel frío se utiliza para cortar metales fríos, mientras que el cincel caliente se utiliza para metales calientes. Por lo general, los cinceles calientes son más delgados y, por lo tanto, no se pueden sustituir por cinceles fríos. Además, muchos herreros dan forma a los cinceles para que tengan un simple mango retorcido que parezca un martillo, se pueden usar a una mayor distancia de los metales calientes. Son muy útiles y se encuentran en todo el mundo.
Tenazas
El herrero usa tenazas para sujetar los metales calientes de forma segura. Las bocas están hechas a medida por el herrero en varias formas para adaptarse al agarre de varias formas de metal . No es raro que un herrero posea veinte o más pares de tenazas; tradicionalmente, un herrero comenzaría a construir su colección durante el aprendizaje. Hay varios tipos de pinzas disponibles en el mercado. (1) pinza plana (2) pinza de remache o de anillo (3) pinza acanalada de labio recto (4) pinza de sujeción
Batán
Los batidores son herramientas de formación de diferentes formas que se utilizan para hacer ranuras o huecos. A menudo se usan en pares, el llenador inferior tiene un vástago cuadrado que encaja en el orificio resistente del yunque, mientras que el llenador superior tiene un asa. La obra se coloca en la parte inferior más completa y la parte superior se coloca sobre la obra y se golpea con un martillo. El fuller superior también se utiliza para el acabado de esquinas redondeadas y para estirar o extender metal.
Resistente
La herramienta resistente es una herramienta con un vástago cuadrado que encaja en un agujero resistente. Hay muchos tipos diferentes de herramientas resistentes, como la resistente al corte en caliente, que se utiliza para cortar metal caliente en el yunque; la herramienta más completa, utilizada para extraer metal y hacer ranuras; plantillas de doblado, y demasiadas otras para enumerarlas.
Bañera floja
Una tina floja suele ser un recipiente grande lleno de agua que usa un herrero para apagar el metal caliente. La cuba floja se utiliza principalmente para enfriar partes del trabajo durante la forja (para protegerlas o evitar que el metal en un área se "extienda", por ejemplo, golpes de martillo cercanos); endurecer el acero; para cuidar una fragua de carbón o carbón vegetal; y simplemente para enfriar el trabajo rápidamente para una fácil inspección. En la fabricación de cuchillas y herramientas, el término generalmente se cambiará a "tanque de enfriamiento" porque se usa aceite o salmuera para enfriar el metal. Se cree que el término holgura deriva de la palabra "apagar", como en apagar el calor.
Tipos de forja
Forja de gota
La forja es un proceso que se utiliza para dar forma al metal en formas complejas al dejar caer un martillo pesado con un troquel en su cara sobre la pieza de trabajo.
Proceso
La pieza de trabajo se coloca en la fragua. Luego, el impacto de un martillo hace que el material calentado, que es muy maleable, se adapte a la forma de la matriz y las cavidades de la matriz. Por lo general, solo se necesita un dado para formar completamente la pieza. El espacio adicional entre las caras del troquel hace que parte del material salga por los lados, formando rebabas . Esta actúa como una válvula de alivio para la presión extrema producida por el cierre de las mitades de la matriz y luego se recorta de la pieza terminada.
Equipo
El equipo utilizado en el proceso de formación de gotas se conoce comúnmente como martillo eléctrico o de caída. Estos pueden ser impulsados por aire, hidráulicos o mecánicos. Dependiendo de cómo se accione la máquina, la masa del ariete y la altura de caída, la fuerza de impacto puede oscilar entre 11.000 y 425.000 libras. Las herramientas que se utilizan, matrices y punzones, vienen en muchas formas y tamaños diferentes, así como en materiales. Ejemplos de estas formas son planas y en forma de V que se utilizan para el forjado con matriz abierta, y matrices de impresión única o múltiple utilizadas para el forjado con matriz cerrada. Los diseños de las matrices tienen muchos aspectos que deben tenerse en cuenta. Todos deben estar correctamente alineados, deben diseñarse de modo que el metal y la rebaba fluyan correctamente y llenen todas las ranuras, y se deben tener en cuenta consideraciones especiales para soportar las almas y nervaduras y la ubicación de la línea de partición. Los materiales también deben seleccionarse cuidadosamente. Algunos factores que intervienen en la selección del material son el costo, su capacidad para endurecerse, su capacidad para soportar altas presiones, abrasión en caliente, agrietamiento por calor y otras cosas similares. Los materiales más comunes utilizados para las herramientas son el acero al carbono y, en algunos casos, las aleaciones a base de níquel.
Materiales de la pieza de trabajo
Los materiales que se utilizan con mayor frecuencia en la forja por estampación son el aluminio, el cobre, el níquel, el acero dulce, el acero inoxidable y el magnesio. El acero dulce es la mejor opción y el magnesio generalmente se desempeña mal como material de forja por estampación.
Ver también
Referencias
enlaces externos
- Revista de forja : todos los números están disponibles en línea de forma gratuita.
- El ERC / NSM , una organización de investigación de conformado de metales en la Universidad Estatal de Ohio