Es una técnica que consiste en dar forma a los metales mediante calor y fuerza, a través de procesos como martillado, prensado y laminado. La forja es un proceso con más de 6 000 años de antigüedad.

Durante la forja, la estructura interna del grano del material se refina para lograr compresión y alineación, mejorando así sus propiedades metalúrgicas. Como resultado, un componente producido mediante forja siempre es más fuerte, con mejor ductilidad y mayor resistencia a la fatiga.

Antes de forjar, la materia prima debe calentarse a una temperatura específica, justo por encima de lo que se conoce como temperatura de recristalización. Esto es crítico: si está demasiado frío, el material no es maleable; si está demasiado caliente, la estructura del grano y la composición química pueden verse afectadas.

Métodos de forja

Hoy en día existen varios métodos de forja, siendo los más comunes la forja por estirado (upset forging) y la forja por caída (drop forging). Ambos son métodos muy distintos para comprimir y alinear el flujo del grano, y su selección depende del tipo de componente a producir.

Forja por estirado (Upset Forging)

Este proceso permite reunir y dar forma al material en el extremo de una barra, normalmente mediante una serie de golpes que manipulan gradualmente el material. A veces se finaliza con una operación de prensado para obtener la forma definitiva.
Tal como se observa en la simulación, el flujo del grano se alinea y comprime de manera progresiva de acuerdo con la geometría del componente.

Este proceso se utiliza para fabricar numerosos componentes de ingeniería, como tornillos hexagonales para construcción, ojillos para aplicaciones de izaje y tornillos martillo para sistemas de cimentación. De hecho, la mayoría de los sujetadores del mundo se producen mediante métodos de upset forging.

Forja por caída (Drop Forging)

Este método permite formar piezas más complejas y admite una mayor variedad de materiales. También se conoce como forja en matriz o forja en troquel cerrado.

La impresión o forma del componente se mecaniza en un juego de troqueles superior e inferior. Una barra o tochuelo precalentado se coloca sobre el troquel inferior, y el troquel superior desciende en una serie de golpes controlados que conforman el material hasta obtener la forma deseada.

En piezas más complejas, este proceso permite lograr la alineación y compresión del flujo del grano, como se muestra en la simulación.

Bielas para motores, válvulas para la industria petroquímica y ganchos de arrastre para locomotoras son solo algunos de los componentes fabricados mediante drop forging.

Resumen: Beneficios de la forja

• La compresión y alineación del grano genera el componente más fuerte posible.
• Se pueden lograr formas definidas con facilidad, reduciendo costos de acabado.
• Los ciclos de producción son rápidos: una forja típica toma entre 10 y 30 segundos.
• La vida útil de un componente forjado es muy superior a la de sus equivalentes fundidos o maquinados, reduciendo pérdidas por fallas o tiempos de inactividad.

Con estos beneficios en mente, la forja debe ser siempre el proceso de manufactura preferido cuando la falla simplemente no es una opción.