El documento describe varios procesos de conformado de metales, incluyendo el conformado en caliente, la forja, el laminado y la extrusión. El conformado en caliente involucra deformar piezas a altas temperaturas para luego enfriarlas en la herramienta. La forja se puede realizar en matrices abiertas o cerradas y permite obtener piezas de alta resistencia. El laminado reduce el tamaño de grano del acero mediante recristalización. La extrusión usa presión e impulsa el metal caliente a través de una matriz para

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DEVENEZUELA.
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
SUPERIOR.
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO.
“SANTIAGO MARIÑO.”
EXTENSIÓN CIUDAD OJEDA
Br. Ivan Finol
C.I: 26.550.850

2. El conformado en caliente es un proceso que depende de la temperatura y el
tiempo. Con este método, las piezas se forman en estado blando a elevadas
temperaturas y luego se templan en la herramienta.
El proceso de conformado en caliente sigue los siguientes pasos:
•Calentamiento en el horno
•Traslado del horno hasta la prensa, sobre la herramienta de embutición
•Conformado plástico en caliente
•Templado con herramienta cerrada
La materia prima (para los procesos de formado) es el acero en lingote, este,
con su estructura cristalina típica gruesa y dendrítica, no es útil para las
aplicaciones en las que se requiera resistencia mecánica. Las partes
fabricadas directamente del acero en lingote pueden estrellarse al recibir
fuerzas de trabajo y cargas de impacto. Los granos dendríticos que contiene
un lingote vaciado deben recristalizarse para dar al acero la resistencia
necesaria esto se logra mediante procesos de trabajo en caliente como
forjado o laminación.

3. Los factores que influyen
en el tamaño de grano
que se obtiene con la
deformación en caliente
son:
•Temperatura final del
proceso.
•Velocidad de
enfriamiento.
•Tamaño inicial del grano.
Como el metal se encuentra a alta
temperatura, los cristales reformados
comienzan a crecer nuevamente, pero estos
no son tan grandes e irregulares como
antes. AI avanzar el trabajo en caliente y
enfriarse el metal, cada deformación genera
cristales mas pequeños, uniformes y hasta
cierto grado aplanados, lo cual da al metal
una condición a la que se llama anisotropía u
orientación de grano o fibra, es decir, el
metal es mas dúctil y deformable en la
dirección de un eje que en la del otro.

4. Esta condición (anisotropía) nos ayuda a explicar las siguientes ventajas
del trabajo en caliente.
No aumenta la dureza o ductilidad del metal ya que los granos
distorsionados deformados durante el proceso, pronto cambian a nuevos
granos sin deformación.
El metal se hace más tenaz pues los cristales formados son más pequeños
y por lo tanto más numerosos, además porque se disminuye el espacio
entre cristales y se segregan las impurezas.
Se requiere menor fuerza y por lo tanto menor tiempo, ya que el material es
más maleable.
Facilidad para empujar el metal a formas extremas
cuando esta caliente, sin roturas ni desgastes pues los
cristales son más plegables y se forman continuamente.
•Ayuda a perfeccionar la estructura granular.
•Se eliminan zonas de baja resistencia.
•Se eliminan los poros en forma considerable debido a
las altas presiones de trabajo.
•Baja costos de dados.

5. EI material tiene buena soldabilidad y maquinabilidad, dado que el
contenido de carbono es menor al 0.25%.
Algunas de las desventajas que presenta el trabajo en caliente son
Se tiene una rápida oxidación o formación de escamas en la superficie
con el siguiente mal acabado superficial.
No se pueden mantener tolerancias estrechas.
Se requieren herramientas resistentes al calor que son relativamente
costosas.

6. Aún calientes, los lingotes se colocan en hornos de gas llamados hornos de
foso, allí permanecen hasta alcanzar una temperatura de trabajo uniforme de
alrededor de 1200 ºC, una vez alcanzada esta temperatura los lingotes se
llevan al tren de laminación en donde primero son laminados en formas
intermedias como lupias, tochos o planchas. Una lupia tiene una sección
transversal con un tamaño mínimo de 150 x 150 mm. Un tocho es más
pequeño que una lupia y puede tener cualquier sección desde 40 mm. hasta
el tamaño de una lupia. Las planchas pueden laminarse ya sea de un lingote
o de una lupia, tienen un área de sección transversal rectangular con un
mínimo de 250 mm. y un espesor mínimo de 40 mm. El ancho siempre es 3 o
mas veces el espesor y puede ser de cuando mucho 1500 mm. Placas,
plancha para tubos, y flejes se laminan a partir de planchas.
La mayor deformación toma lugar en el espesor aunque hay algún
incremento en el ancho. La uniformidad de la temperatura es importante en
todas las operaciones de laminado, puesto que controla el flujo del metal y la
plasticidad. (Ver Figura 1) Un efecto del trabajo en caliente con la operación
de laminado, es el refinamiento del grano causado por la recristalización.

7. La mayoría de los laminados primarios se hacen ya sea
en un laminador reversible de dos rodillos (Tren de
laminación)o en un laminador de rolado continuo de tres
rodillos. En el laminador reversible de dos rodillos, la
píela pasa a través de los rodillos, los cuales son
detenidos y regresados en reversa una y otra vez. A
intervalos frecuentes el metal se hace girar 90° sobre su
costado para conservar la acción uniforme y refinar el
metal completamente, se requieren alrededor de 30
pasadas para reducir un lingote grande a una lupia. Los
rodillos superior e inferior están provistos de ranuras para
alojar las diferentes reducciones de la sección
transversal de la superficie.
El laminador de dos rodillos es bastante versátil, dado que
posee un amplio rango de ajustes según el tamaño de las
píelas y relación de reducción, pero esta limitado por la
longitud que puede laminarse y por las fuerzas de inercia las
cuales deben ser superadas cada vez que se hace una
inversión. Esto se elimina en el laminador de tres rodillos, pero
se requiere un mecanismo elevador. Aunque existe alguna
dificultad debido a la carencia de velocidad correcta para todas
las pasadas, el laminador de tres rodillos es menos costoso
para hacerse y tiene un mayor rendimiento que el laminador
reversible.
Figura 1. Proceso de
laminación. Una
lámina de acero a
temperatura de
trabajo pasa a través
de rodillos, los cuales
producen una
reducción en la
sección transversal.

8. Es un método de manufactura de piezas metálicas, que consisten en la deformación
plástica de un metal, ocasionada por esfuerzos impuestos sobre él, ya sea por impacto
o por presión. En el proceso, el metal fluye en la dirección de menor resistencia, así
que generalmente ocurrirá un alargamiento lateral al menos que se le contenga. El
grupo de metales más importantes lo constituyen el acero y sus aleaciones, ciertos
materiales no ferrosos, como el aluminio y sus aleaciones.
Existen dos clases de forja, en matriz abierta y en matriz cerrada.
En la forja en matriz abierta,
el metal no esta completamente
contenido en el dado, el forjado
con martinete es un ejemplo
característico de este método. La
pieza es formada debido a rápidos y
sucesivos golpes del martillo.
Utilizada en la producción de piezas
pesadas con tolerancias grandes y
en lotes pequeños y medianos.
La forja en matriz cerrada
se utiliza mucho para alta producción.
En el proceso, el metal es formado
prensándose entre un por de dados. El
dado superior se fija generalmente al
ariete de una prensa de forja o a un
martillo, mientras que el inferior queda
sujeto al yunque. Juntos constituyen la
matriz cerrada. El método permite
obtener piezas de gran complejidad y
exactitud, así como un buen acabado.
Utilizada en la producción de piezas de
peso reducido, de precisión y en lotes
de 1000 a 10000 unidades.

9. Cabe mencionar que existen dos clases de forjado el denominado en caliente, que se realiza
arriba de la temperatura de recristalización y el llamado forjado en frío que se efectúa por
debajo de esta. Las piezas forjados se emplean ampliamente en herramientas de mano, partes
de automóviles, caimanes, ferrocarriles, en la industria aeroespacial y muchas otras. Algunas
de sus características técnicas más sobresalientes se numeran a continuación:
Integridad estructural: La forja elimina las bolsas de gas internas y otras inclusiones de
metal, que podrían causar fallas no predecibles en piezas sometidos a esfuerzos o
impactos elevados.
Alta resistencia y tenacidad: Mediante la
orientación adecuada de las fibras del metal, la
forja desarrolla la máximo resistencia posible al
impacta y a la fatiga, dando a demás a la pieza
la ductilidad necesaria para resistir fallas baja
impactos inesperados.
Bondad de configuración:Muchas de las
piezas forjadas se pueden producir
aproximadamente a la configuración final
estipulada,reduciéndose a un mínimo la
necesidad de un maquinado posterior.
Uniformidad de las piezas: Es posible obtener
piezas que exhiban una amplia gama de
propiedades físico mecánicas, dependiendo
de los materiales, aleaciones y tratamientos
térmicos.
Ahorro de peso: La alta resistencia que
puede ser desarrollada en las piezas
forjados por la adecuada orientación del
flujo de fibras, refinamiento de la
estructura cristalina y tratamiento térmico,
les permite tener en muchas ocasiones un
peso más reducido que las piezas
fabricadas con otros procesos.
Economía al combinar varias partes de una
sola forma: Mediante la forja, se pueden
producir piezas de configuración
geométrica muy complicada que en otro
caso tendrían que elaborar mediante el
ensamble de varias partes. Esto permite
tener un considerable ahorro en la
producción al evitar costosas uniones de
soldaduras,remaches.

10. Cortar y preformar la pieza. El corte
se puede hacer con sierra a cizalla y
preformada con una prensa de forja.
Se utiliza el preformada cuando la
pieza a forjar tiene una geometría
complicada a su pesa unitaria es
relativamente alta, con esta
operación se modifica la
configuración inicial del metal,
facilitando así su forjado final,
requiere además de un
calentamiento inicial.
Calentar un trozo de metal cortado y/o
preformado en hornos de tipo eléctrico, de
resistencia, de inducción, de alta frecuencia
o de combustible líquido o gaseoso. Los
aceros (incluyendo el acero inoxidable) son
calentados aproximadamente a 1230 °C, en
cambio, el aluminio se calienta a 425 °C.
Esta fase de calentamiento se requiere a
pesar de que el metal haya sido
previamente calentado para su preformado.
La pieza ya caliente, se coloca en la matriz de la prensa o martinete. Dependiendo de su
forma o tamaño y complejidad será el numero de pasos y cavidades de la matriz, donde
proporcionalmente se le ira dando forma al producto. Cuando la pieza ha sido formada,
pasa a unas prensas cortadoras de menor capacidad, para en efectuar en ellas el
desbarbado. Se debe realizar inmediatamente después del formado final para aprovechar
la elevada temperatura de la pieza y hacer el corte con una fuerza menor.
Una vez que la pieza se ha forjado y desbarbado, se le somete normalmente a un
tratamiento térmico con el propósito de aliviarle esfuerzos originados por la
deformación y reducir la dureza en caso de aceros de alto contenido de carbón. Los
métodos más usuales para ablandar el acero son el recocido y el normalizado. Las partes
hechas por el proceso de forja en caliente, pueden pesar desde 200 grs. hasta 2 toneladas,
sin embargo, la mayoría de las piezas pesan de 2 a 50 Kg.

11. Este tipo de forja consiste en
martillar el metal caliente ya
sea con herramienta manuales
o entre dos plano en un
martillo de vapor. La forja
manual, como la hecha por el
herrero, es la forma más antigua
de forjado. La naturaleza del
proceso es tal que no se
obtienen tolerancias cerradas,
ni pueden hacerse formas
complicadas. El rango de
forjado por forja abierta, va
desde unos cuantos kilogramos
y sobrepasa los 90 mg. Un
ejemplo de aplicación de este
proceso se tiene en el forjado
de joyería.
El estampado difiere de la forja con
martillo en el que se usa más bien una
impresión cerrada que dados de cara
abierta. La forja se produce por presión
o impacto, lo cual obliga al metal
caliente y flexible a llenar la forma de
los dados, en esta operación existe un
flujo drástico del metal en los dados
causado por los golpes repetidos sobre
el metal. Para asegurar el flujo propio
del metal durante los golpes
intermitentes, las operaciones se dividen
en un número de pasos. Cada paso
cambia la forma gradualmente,
controlando el flujo del metal hasta que
se obtiene la forma final.

12. La extrusión en caliente es un proceso que utiliza la gran maleabilidad de los
materiales previamente calentados para formarlo. Consiste en forzar al metal
(contenido en una cámara de presión) mediante un embolo a salir a través de
una matriz formadora especial, que determina la sección transversal del producto.
Este emerge como una barra continua que se corte a la longitud deseada. La
mayoría de los metales utiliza extrusión en caliente, para reducir las fuerzas
requeridas, eliminar los efectos del trabajo en frío y reducir las propiedades
direccionales. El proceso también se puede utilizar para materiales de baja
resistencia que no se pueden formar por estirado.
Los metales que más comúnmente se someten a extrusión son: El plomo, cobre, latón,
bronce, aleaciones de aluminio y magnesio. La obtención de las piezas metálicas por el
proceso de extrusión se puede realizar para los siguientes materiales con las
temperaturas adecuadas.
Acero 1100 – 1250 ºC
Cobre 750 – 925 ºC
Aluminio 320 – 450 ºC
El acero es más difícil de extruír a causa de su alta resistencia a la fluencia y su
tendencia a soldarse a las paredes de la cámara de la matriz en las condiciones de alta
temperatura y presión requeridas.

13. Difiere de la extrusión directa,
en el que la parte extraída se
forza a través del embolo. Se
requiere menor esfuerzo en
este método, pues no hay
fricción entre el trozo de
metal y las paredes del
recipiente que lo contiene.
Sin embargo, tiene
limitaciones tales como, la
debilidad del ariete por ser
hueco y la imposibilidad de
proporcionar un soporte
adecuado a la parte extraída.
Consiste en colocar dentro de la cámara un
tocho caliente y redondo que se comprime
mediante un embolo. El metal extruido a través
del dado, se abre: hasta que solo queda un
pequeño residuo para cortarlo cerca del dado
y eliminar el extremo.
En la extrusión por impacto un punzón es
dirigido al pedazo de metal por una fuerza tal
que este es elevado a su alrededor la mayoría
de las operaciones de extrusión por impacto,
tales como la manufactura de tubos plegables,
son trabajos en frío. Sin embargo hay algunos
metales y productos, particularmente aquellos
en los cuales se requieren paredes delgadas, en
los que los pedazos de metal son calentados a
elevadas temperaturas.

14. Una reducción del 25 a 30% de la fuerza de fricción, permite la
extrusión de largas barras.
Hay una menor tendencia para la extrusión de resquebrajarse o
quebrarse porque no hay calor formado por la fricción.
El recubrimiento del contenedor durará más debido al menor
uso.
La barra es usada mas uniformemente tal que los defectos de la
extrusión y las zonas periféricas ásperas o granulares son menos
probables.
Las impurezas y defectos en la superficie de la barra afectan
la superficie de la extrusión.Antes de ser usada, la barra debe
ser limpiada o pulida con un cepillo de alambres.
Este proceso no es versátil como la extrusión directa porque
el área de la sección transversal es limitada por el máximo
tamaño del tallo.