Troquel de forja en caliente: una guía detallada

Introducción a la matriz de forja en caliente

La forja en caliente es un proceso de fabricación en el que se da forma al metal aplicando calor y presión a una pieza de trabajo.Se usa comúnmente para producir componentes con alta resistencia y precisión, como piezas de automóviles, componentes aeroespaciales y maquinaria industrial.

Uno de los elementos críticos en el proceso de forja en caliente es el troquel de forja en caliente.En esta guía, exploraremos la matriz de forja en caliente en detalle, incluidos sus tipos, materiales, consideraciones de diseño, proceso de fabricación y mantenimiento.

Tipos de matriz de forja en caliente

Los troqueles de forja en caliente se pueden clasificar en varios tipos según sus aplicaciones y diseños.Los tipos más comunes de troqueles de forja en caliente incluyen:

1. Troqueles de forja con matriz abierta: Estos muere se utilizan en la forja de matriz abierta, donde la pieza de trabajo se martilla entre matrices planas o ligeramente curvas.La forja de matriz abierta se emplea típicamente para piezas grandes y no simétricas, como ejes, bloques y anillos.

2. Troqueles de forja de matriz cerrada: los troqueles de forja de matriz cerrada, también conocidos como matrices de impresión, se utilizan cuando la pieza de trabajo se forma dentro de una cavidad cerrada.Los troqueles tienen la forma deseada del producto final y se utilizan para deformar el metal en esa forma.La forja de matriz cerrada se usa comúnmente para producir piezas complejas con alta precisión dimensional.

3. Troqueles de extrusión: los troqueles de extrusión se utilizan en el proceso de extrusión en caliente, donde un tocho calentado se fuerza a través de un troquel para producir perfiles largos y continuos.Los troqueles de extrusión se utilizan a menudo en la producción de varillas, tubos y otras formas alargadas.

4. Troqueles de forja alterados: los troqueles de forjado alterados están diseñados para producir piezas forjadas aumentando el diámetro de una pieza de trabajo cilíndrica.Los troqueles aplican presión a los extremos de la pieza de trabajo, lo que hace que se expanda y adquiera la forma deseada.

Materiales para troqueles de forja en caliente

Los troqueles de forja en caliente están sujetos a condiciones extremas de calor, presión y ciclos térmicos repetidos.Por lo tanto, deben estar fabricados con materiales que presenten una excelente resistencia a la fatiga térmica, el desgaste y la deformación.La selección del material del troquel depende de varios factores, incluido el tipo de proceso de forjado, el material de la pieza de trabajo y la vida útil deseada del troquel.Algunos materiales comúnmente utilizados para troqueles de forja en caliente incluyen:

1. Aceros para herramientas: Los aceros para herramientas como H13, H11 y D2 se usan ampliamente para troqueles de forja en caliente debido a su excelente combinación de resistencia a altas temperaturas, tenacidad y resistencia al desgaste.

2. Aceros de alta velocidad: Los aceros de alta velocidad como M2 y M42 son los preferidos para materiales de troqueles que requieren alta resistencia al desgaste y la capacidad de soportar altas temperaturas de funcionamiento.

3. Aceros pulvimetalúrgicos: Los aceros pulvimetalúrgicos (PM), como ASP23 y Vanadis 4 Extra, ofrecen resistencia al desgaste, tenacidad y estabilidad térmica superiores en comparación con los aceros para herramientas convencionales.

4. Materiales de carburo: los carburos cementados, como los compuestos de carburo de tungsteno (WC) y carburo de titanio (TiC), se utilizan en los casos en que se requiere una resistencia extrema al desgaste.Los insertos de carburo se pueden soldar o sujetar mecánicamente a un sustrato de matriz.

Consideraciones de diseño de matrices

El diseño de los troqueles de forja en caliente juega un papel crucial para lograr la forma de la pieza, la precisión dimensional y la vida útil de la herramienta deseadas.Algunas consideraciones clave de diseño para troqueles de forja en caliente son las siguientes:

1. Línea de partición y ángulo de desmoldeo: la línea de partición debe diseñarse cuidadosamente para facilitar la extracción fácil de la pieza forjada del troquel.Deben proporcionarse ángulos de inclinación apropiados para permitir una fácil expulsión de la pieza de la cavidad del troquel.

2. Radio de filete: se deben evitar las esquinas y los bordes afilados en el diseño del troquel para minimizar la concentración de tensión y el riesgo de agrietamiento.