INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESIME UNIDAD AZCAPOTZALCO

PROCESOS DE MANUFACTURALABORATORIO DE FORJA Y TRATAMIENTOS TERMICOS

PROFESOR. JOSE EMMANUEL BONILLA RODRIGUEZ

PRACTICA 1 DEMOSTRATIVA

BAUTISTA LIMÓN SAMUEL2012360082GPO. 4RM2

CONTENIDO

OBJETIVOS.......................................................................................................................3

INTRODUCCION...............................................................................................................3

HISTORIA DE LA FORJA.................................................................................................3

DESARROLLO..................................................................................................................4

FORJA...........................................................................................................................4

CLASIFICACION DE LA FORJA.....................................................................................5

ACERO.........................................................................................................................6

CLASIFICACION DE LOS ACEROS...............................................................................6

POR SU COMPOSICION QUIMICA...............................................................................7

ACEROS ALEADOS....................................................................................................7

TRATAMIENTOS TÉRMICOS..........................................................................................7

TEMPLE.....................................................................................................................7

REVENIDO.................................................................................................................8

RECOCIDO................................................................................................................8

NORMALIZADO..........................................................................................................8

CROQUIS......................................................................................................................9

FOTOS DEL LABORATORIO.........................................................................................10

...............................................................................................................................10

TINAS PARA TRATAMIENTOS TERMICOS..................................................................10

HORNOS.................................................................................................................10

MAQUINAS PARA FORJA FRIA..................................................................................11

MARTINETES...........................................................................................................12

FRAGUA Y YUNQUES...............................................................................................12

CONCLUSIONES.........................................................................................................13

OBJETIVOS

DESPUES DE HABER REALIZADO LA PRÁCTICA, EL ALUMNO DEBERA DE TENER EL CONOCIMIENTO DE LAS INSTALACIONES DEL LABORATORIO, CUALES SON LAS HERRAMIENTAS Y LAS MAQUINAS CON LAS QUE CUENTA EL LABORATORIO; CUAL ES LA DEFINICION DE FORJA Y COMO ES QUE SE CLASIFICA ASI MISMO DE EL ACERO Y DE UN TRATAMIENTO TERMICO.

INTRODUCCION

A TRAVES DE LA HISTORIA EL SER HUMANO HA SIDO TOTALEMENTE DEPENDIENTE DE LAS HERRAMIENTAS QUE UTILIZA PARA SOBREVIVIR, ESTAS HERRAMIENTAS HAN SIDO UTILIZADAS

PARA LA OBTENCION DE ALIMENTOS, LA CREACION DE NUEVAS HERRAMIENTAS, ESTAS SIEMPRE SERAN IMPRESCINDIBLES PARA LA SUPERVIVENCIA DE LA RAZA HUMANA, ALGUNAS COMO LAS MAS PRIMITIVAS FUERON CREADAS A PARTIR DE PALOS Y PIEDRAS, CON FORME FUE EVOLUCIONANDO LA POBLACION Y LA SOCIEDAD POCO A POCO SE EMPEZARON A UTILIZAR NUEVAS TECNOLOGIAS PARA LA CREACION DE ESTAS, HASTA QUE SE EMPEZARON A UTILIZAR LOS METALES, PRINCIPALMENTE EL COBRE, HASTA QUE SE TUVO EL CONOCIMIENTO PARA PODER HISTORIA DE LA FORJA

DESDE HACE DOS SIGLOS SE ESTABLECIÓ UNA CLASIFICACIÓN DE LAS EDADES QUE HOY SE ACEPTA, ESTA CLASIFICACIÓN ES LA SIGUIENTE DE ORDEN CRONOLOGICO, EDAD DE PIEDRA, EDAD DEL COBRE, EDAD DEL BRONCE Y EDAD DEL HIERRO. PRIMERO UTILIZÓ LO MÁS SIMPLE, QUE NO NECESITABA MODIFICAR. PIELES, PIEDRAS, PALOS, HUESOS, POSTERIORMENTE UTILIZÓ LOS METALES DE LOS QUE LA TIERRA LE PROVEÍA. PRIMERO SE SIRVIÓ DEL COBRE, FÁCIL DE MODELAR INCLUSO GOLPEÁNDOLO EN FRÍO O SIRVIÉNDOSE DE LIGEROS CALENTAMIENTOS A 200º C. CONSIGUIÓ ORNAMENTOS Y PEQUEÑOS ÚTILES. UTILIZÓ TAMBIÉN ANTIMONIO, PLOMO, ORO Y PLATA. DESCUBRIÓ DESPUÉS QUE UNIENDO UN 10% DE ESTAÑO AL COBRE SE PRODUCÍA UN MATERIAL MÁS DURO Y QUE TENIA UN GRADO DE FUSIÓN

MUY BAJO QUE PODÍA CONSEGUIRSE CON CARBÓN VEGETAL Y UN FUELLE QUE CONSEGUÍA TEMPERATURAS DE 1100º C. EMPEZÓ ASÍ A CONOCER LA METALURGIA LO QUE JUNTO CON MOLDES DE ARENA Y ARCILLA LE PERMITÍA CONSEGUIR ÚTILES Y OBJETOS POR VERTIDO. ESTE NUEVO MATERIAL ERA EL BRONCE.LA RELATIVA ESCASEZ DE ESTAÑO E INCLUSO COBRE Y LA FACILIDAD DE PROVEERSE DE MINERAL DE HIERRO, QUE CONSTITUYE UN 5% DE NUESTRO PLANETA, LE LLEVÓ A ENTRAR EN LA EDAD DEL HIERRO OBTENIDO BIEN DE METEORITOS O DE DIFERENTES MINERALES: HEMATITE, MAGNETITA, LIMONITA, SIDERITA, PIRITA, ILMENITA.ASÍ COMENZÓ LA FORJA ANTIGUA PORQUE SOLO CALENTANDO EL MATERIAL Y GOLPEÁNDOLO SE FORMA UN MAGMA QUE VA AGREGÁNDOSE. CON LOS SUCESIVOS

GOLPES SE SEPARA EL HIERRO DULCE QUE SE PUEDE MODELAR Y LAS ESCORIAS DE

IMPUREZAS Y CENIZAS. FUE CONTINUANDO SU PROGRESIÓN DE CONOCIMIENTOS EN EL TRABAJO DEL HIERRO Y VIO QUE CALENTANDO EL HERRAJE EN CARBÓN VEGETAL SE PRODUCÍA UNA PROGRESIVA CARBONIZACIÓN DEL MATERIAL QUE CON EL ENFRIADO RÁPIDO EN AGUA O EN ACEITE, CONSEGUÍA UNAS PROPIEDADES DE ENDURECIMIENTO QUE LE HACÍA ÚTIL PARA UTENSILIOS Y ARMAS. ERA EL ACERO. SE LLAMA ACERO SI TIENE UNA PROPORCIÓN DE CARBONO MAYOR AL 1,7%.

DESARROLLO

FORJA

FORJA ES EL PROCEDIMIENTO POR EL CUAL UN MATERIAL COMO EL ACERO U OTROS METALES SON GOLPEADOS PARA SER MOLEDADOS MEDIANTE LA APLICACIÓN DE UN INCREMENTO EN LA TEMPERATURA DEL MATERIAL, ADEMAS DE PROPORCIONAR LA FORMA DESEADA DEL MATERIAL TAMBIEN SE MEJORA LA ESTRUCTURA DEL MATERIAL, DANDOLE MEJORES PROPIEDADES PARA OBTENER RESISTENCIA DE LA FATIGA Y DEL IMPACTO.LA FORJA SE ENCARGA PRINCIPALMENTE DE HERRAMIENTAS, PIEZAS AUTOMOTRICES.CLASIFICACION DE LA FORJA

LA FORJA SE CLASIFICA EN DOS GRANDES GRUPOS, UNO ES LA FORJA ABIERTA O DE HERRERO, ESTA FORJA ES LA CLASICA QUE SE CONOCE, EN LA CUAL ESTA INVOLUCRADO LA FRAGUA QUE ES UNA CAMA DE CARBON MINERAL DONDE SE CALIENTA EL METAL QUE LE DAREMOS FORMA, UN YUNQUE DONDE GOLPEAREMOS UNA PIEZA, PINZAS Y UN MARTILLO O MAZO.

EL OTRO TIPO DE FORJA ES LA CERRADA O POR IMPRESIÓN, EN ESTE TIPO DE FORJA SE UTILIZAN LOS HORNOS PARA CALENTAR EL MATERIAL, PRENSAS MARTINENTES Y TROQUELES.

ACERO

EL ACERO ES UN MATERIAL FERROSO FORMADO POR ALEACIONES DE HIERRO Y CARBONO, CON PORCENTAJES DE CARBONO QUE VARÍAN ENTRE UN 0.03% Y UN 2% NORMALMENTE, Y ALGUNOS ACEROS ESPECIALES PUEDEN ALCANZAR VALORES POR ENCIMA DEL 4%, LOS ACEROS SON UNA COMBINACION DE UNA GRAN CANTIDAD DE ELEMENTOS, QUE PUEDEN PERJUDICAR O BENEFICIAR SUS PROPIEDADES MECANICAS.EXISTE UNA GRAN VARIEDAD EN LA FORMA DE IDENTIFICAR Y CLASIFICAR A LOS ACEROS. SIN EMBARGO, LA MAYORÍA DE LOS ACEROS UTILIZADOS INDUSTRIALMENTE PRESENTAN UNA DESIGNACIÓN NORMALIZADA EXPRESADA POR MEDIO DE CIFRAS, LETRAS Y SIGNOS. HAY DOS TIPOS DE DESIGNACIONES PARA CADA TIPO DE MATERIAL, UNA SIMBÓLICA Y OTRA NUMÉRICA.LA DESIGNACIÓN SIMBÓLICA EXPRESA NORMALMENTE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS O TECNOLÓGICAS DEL MATERIAL Y, EN MUCHOS CASOS, OTRAS CARACTERÍSTICAS SUPLEMENTARIAS QUE PERMITAN SU IDENTIFICACIÓN DE UNA FORMA MÁS PRECISA.POR OTRO LADO, LA DESIGNACIÓN NUMÉRICA EXPRESA UNA CODIFICACIÓN

ALFANUMÉRICA QUE TIENE UN SENTIDO DE ORDEN O DE CLASIFICACIÓN DE ELEMENTOS EN GRUPOS PARA FACILITAR SU IDENTIFICACIÓN. EN ESTE CASO, LA DESIGNACIÓN NO TIENE UN SENTIDO DESCRIPTIVO DE CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL.

CLASIFICACION DE LOS ACEROS

EN GENERAL, CUANDO SE ACOMETE EL TEMA DE HACER UNA CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS, ÉSTA DARÁ RESULTADOS DIFERENTES SEGÚN EL ENFOQUE QUE SE SIGA. ASÍ, SE PUEDE REALIZAR UNA CLASIFICACIÓN SEGÚN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ACEROS, O BIEN, SEGÚN SU CALIDAD. TAMBIÉN SE PUEDEN CLASIFICAR LOS ACEROS ATENDIENDO AL USO A QUE ESTÉN DESTINADOS, O SI SE QUIERE, ATENDIENDO AL GRADO DE SOLDABILIDAD QUE PRESENTEN.

POR SU COMPOSICION QUIMICA

ESTE TIPO DE ACEROS SE CLASIFICAN EN: ACEROS NO ALEADOS, O ACEROS AL CARBONO; SON AQUELLOS EN E QUE, A PARTE DEL CARBONO, EL CONTENIDO DE CUALQUIERA DE OTROS ELEMENTOS ALEANTES ES INFERIOR, COMO ELEMENTOS ALEANTES QUE SE AÑADEN ESTA EL MANGANESO, CROMO, NIQUEL, VANADIO, TITANIO, EN FUNCIÓN DEL CARBORNO PRESENTE EN EL ACERO, SE TIENEN LOS SIGUIENTES GRUPOS: DE BAJO CARBONO <0.25%; DE MEDIO CARBONO >.25%, <.55%; DE ALTO CARBONO >.55%, <2%.ACEROS ALEADOS; SON AQUELLOS EN LOS QUE, ADEMAS DEL CARBONO, AL MENOS UNO DE SUS OTROS ELEMENTOS PRESENTES EN LA ALEACIÓN ES IGUAL O SUPERIOR, A SU VEZ ESTOS SE PUEDEN CLASIFICAR EN ACEROS DE BAJA ALEACIÓN <5% Y DE ALTA ALEACIÓN >5%ACEROS INOXIDABLES SON AQUELLOS ACEROS QUE CONTIENEN UN MINIMO DEL 10.5% EN CROMO Y UN MÁXIMO DE 1.2% DE CARBONO.

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS METALES, SON PROCEDIMIENTOS EN EL QUE SE TRATA DE VARIAR LA TEMPERATURA DE UN MATERIAL SIN VARIAR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA, CON EL FIN DE MEJORAR LAS PROPIEDADES DE LOS METALES Y ALEACIONES, POR LO GENERAL, DE TIPO MECÁNICO. EN OCASIONES SE UTILIZA ESTE TIPO DE TRATAMIENTROS PARA, POSTERIORMENTE, CONFORMAR EL MATERIAL.

TEMPLE

EL TEMPLE SE UTILIZA PARA OBTENER UN TIPO DE ACEROS DE ALTA DUREZA LLAMADO MARTENSITA, SE ELEVA LA TEMPERATURA DEL ACERO HASTA UNA TEMPERATURA CERCANA A 1000 °C Y POSTERIORMENTE SOMETERLO A ENFRIAMENTOS RÁPIDOS O BRUSCOS Y CONTINUOS EN AGUA, ACEITE O AIRE.AL OBTENER ACEROS MATENSÍTICOS, EN REALIDAD, SE PRETENDE AUMENTAR LA DUREZA, POR LO QUE EL ACERO SE VUELVE FRÁGIL, Y POCO DUCTIL, POR LAS TENSIONES INTERNAS.

REVENIDO

EL REVENIDO ES EL TRATAMIENTO TÉRMICO QUE SIGUE AL TEMPLE, ESTE PROCESO CONSISTE EN CALENTAR LA PIEZA TEMPLADA HASTA CIERTA TEMPERATURA, PARA REDUCIR LAS TENSIONES INTERNAS QUE TIENE EL ACERO MARTENSÍTICO. DE ESTE MODO, EVITAMOS QUE EL ACERO SEA FRÁGIL, SACRIFICANDO UN POCO LA DUREZA. LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO POR LO GENERAL ES RÁPIDA.

RECOCIDO

EL RECOCIDO CONSITE EN CALENTAR UN MATERIAL HATA UNA TEMPERATURA DADA Y POSTERIORMENTE, ENFRIARLO LENTA MENTE. SE UTILIZA, AL IGUAL QUE EN EL CASO ANTERIOR, SE TRATA DE ELIMINAR LAS TENSIONES DEL TEMPLE, AUMENTAR LA PLASTICIDAD, DUCTILIDAD Y TENACIDAD DEL ACERO, PARA REALIZAR EL RECOCIDO SE CALIENTA EL ACERO HASTA UNA TEMPERATURA DADA, SE MANTIENE LA TEMPERATURA DURANTE UN TIEMPO, SE ENFRÍA LENTAMENTE HASTA TEMPERATURA AMBIENTE, CONTROLADO LA VELOCIDAD DE ENFRIAMENTO, YA QUE SI LA VARIACION DE TEMPERATURA ES MUY ALTA, PUEDEN APARECER TENSIONES INTERNAS, EL GRADO QUE SE QUIERE DOTAR AL METAL DEPENDE DE LA VELOCIDAD DE ENFIAMIENTO Y LA TEMPERATURA A LA QUE SE ELEVÓ INICIALMENTE.

NORMALIZADO

ESTE TRATAMIENTO SE EMPLEA PARA ELIMINAR TENSIONES INTERNAS SUFRIDAS POR EL MATERIAL TRAS UNA CONFORMACIÓN MECÁNICA, TALES COMO UNA FORJA O LAMINACIÓN PARA CONFERIR AL ACERO UNAS PROPIEDADES QUE SE CONSIDERAN NORMALES DE SU COMPOSICIÓN.EL NORMALIZADO SE PRACTICA CALENTANDO RÁPIDAMENTE EL MATERIAL HASTA UNA TEMPERATURA CRÍTICA Y SE MANTIENE EN ELLA DURANTE UN TIEMPO.

A PARTIR DE ESE MOMENTO, SU ESTRUCTURA INTERNA SE VUELVE MÁS UNIFORME Y AUMENTA LA TENACIDAD DEL ACERO.

CROQUIS

TINAS PARA TRATAMIENTOS TERMICOS

HORNOS

MAQUINAS PARA FORJA FRIAMARTINETES

FRAGUA Y YUNQUES

FOTOS DEL LABORATORIO

TINAS PARA TRATAMIENTOS TERMICOS

HORNOS

MAQUINAS PARA FORJA FRIA

MARTINETES

FRAGUA Y YUNQUES

CONCLUSIONES

DESPUES DEL RECORRIDO QUE NOS PROPORCION EL PROFESOR EN EL LABORATORIO NOS DIMOS CUENTA DE COMO ESTA CONFORMADO ESTE, LAS HERRAMIENTAS Y MAQUINAS QUE EXISTEN, ASI COMO LOS DIFERENTES TIPOS DE FORJAS, CUALES SON LAS MAQUINAS QUE UTILIZAMOS PARA CADA UNA DE ESTAS, ENTRE ESTAS MAQUINAS SE ENCONTRABAN HORNOS, FRAGUA, EL MARTILLO, OBSERVAMOS DE MANERA MAS DETALLADA CUALES SON LAS HERRAMIENTAS QUE UTILIZAREMOS PARA LA SIGUIENTE PRACTICA, EN LA CUAL UTILIZAREMOS LA FRAGUA ,LOS YUNQUES Y LOS MARTINETES.DESPUES DE LOS RECORRIDOS PODEMOS DEFINIR LOS DOS TIPOS DE FORJA, LA CERRADA Y LA ABIERTA, EL PROCEDIMIENTO POR EL CUAL REALIZAREMOS SERA EL DE LA FORJA ABIERTA O DE HERRERO, TAMBIEN CONOCIMOS UN POCO DE LA HISTORIA DE LA FORJA UNA ACTIVIDAD QUE EMPEZO A REALIZARSE HACE MILES DE AÑOS A.C. EN CONCLUSION EL ARTE DE LA FORJA HA SIDO MUY IMPORTANTE PARA LA EVOLUCIÓN DE LA RAZA HUMANA, TANTO QUE ES UNA ACTIVIDAD QUE CONTINUA REALIZÁNDOSE COTIDIANAMENTE.