Forjado con dado abierto y con dado cerrado
En el forjado en caliente se requieren menores esfuerzos pero se obtiene un acabado superficial y una precisión dimensional no tan buena como en el forjado en frío que aunque requiere mayores fuerzas por la alta resistencia que ofrece el material se obtienen mejores resultados de precisión y acabado superficial, también existe el inconveniente que en el forjado en frío el material de la pieza debe tener ductilidad suficiente a temperatura ambiente.
En general, las piezas que ya han sido forjadas requieren operaciones de acabado, como tratamiento térmico para modificar sus propiedades, o maquinado para obtener las dimensiones exactas.
Una pieza que se puede forjar también puede fabricare por otros métodos, por metalurgia de polvos, por fundición o por maquinado.
Sin embargo, en cada proceso se obtienen piezas con distintas características y limitaciones, sobre todo en las propiedades de tenacidad, acabado superficial, resistencia, defectos externos o precisión dimensional.
Este proceso también recibe el nombre de recalcado o forjado con dado plano.
Este abarrilamiento producido por los efectos térmicos se puede reducir calentando los dados previamente o utilizando una tela de fibra de vidrio como barrera térmica colocándola entre la pieza y el dado.
Cuando se realiza esta operación algo de material fluye hacia fuera y forma una rebaba, ésta tiene un papel importante en el flujo del material en el estampado ya que es delgada, se enfría rápidamente y al ejercer una resistencia gracias a la fricción que existe entre la rebaba y la matriz, somete a grandes presiones al material en la cavidad de la matriz causando así el rellenado de la cavidad.
Los procesos de preformado, como el forjado con dados convexos y cóncavos, se utilizan para distribuir el material en las diferentes zonas de la pieza bruta, parecido a cómo se conforma la masa para hacer bizcochos.
Un efecto importante a tener en cuenta es la distorsión de los dados bajo las grandes cargas a las que se somete durante el proceso de la forja, especialmente si se requieren tolerancias dimensionales cerradas.
El aspecto más importante a tener en cuenta cuando se estudia el diseño de dados es que la pieza fluye en la dirección con menor resistencia, en consecuencia se debe conformar la pieza (forma intermedia)de tal modo que llene bien las cavidades del dado.
El preformado de la pieza tiene gran importancia, ya que en una pieza bien preconformada o preformada, el material no debe fluir fácilmente hacia la rebaba, el patrón de flujo de grano debe ser favorable y se debe disminuir el deslizamiento excesivo en las caras que se encuentran en contacto entre dado y pieza para minimizar el desgaste.
Para las formas simétricas sencillas, normalmente es una recta en el centro de la pieza forjada y para las piezas con forma más complejas esta línea puede no estar en un solo plano, por esto se suelen diseñar dados de la forma que se traben durante el acoplamiento para evitar empujes naturales y así equilibrar las fuerzas manteniendo el alineamiento durante el forjado.
Con los años se han estudiado distintos diseños del canal de rebaba.
Es importante escoger los radios de transición adecuados en las esquinas y los biseles, así se asegura el flujo uniforme del metal hacia la cavidad del dado y mejora la vida útil de éste.
En general se deben despreciar los radios pequeños por su efecto adverso sobre el flujo del metal y por su propensión a desgastar con rapidez (como resultado de la los ciclos térmicos y concentración de esfuerzos).
Así pues, estos radios deben ser tan grandes como lo permita el diseño de la pieza forjada.
Estas tolerancias de maquinado deben preverse en orificios, bridas y superficies conjuntas.
Los materiales más comunes utilizados para la fabricación de los dados son los aceros de herramienta y para los dados que trabajan a altas temperaturas materiales que contienen cromo, níquel, molibdeno y vanadio.
Otro aspecto importante del lubricante es que puede actuar como barrera térmica entre la pieza caliente y los dados que se encuentran relativamente fríos, disminuyendo la velocidad de enfriamiento de la pieza y mejorando el flujo del metal.
Para una forja caliente se suelen emplear grafito, disulfuro de molibdeno, y, a veces, vidrio.
Generalmente los dados se tratan térmicamente para que obtengan mayor resistencia al desgaste y dureza.
Generalmente los costes determinan el proceso a seleccionar ya que éstos son importantes en las operaciones de manufactura.
Aunque los dados sean pequeños y relativamente sencillos pueden llegar a costar cientos de euros.
Los dados se suelen clasificar como machos y hembras o por su tamaño.
Las operaciones pueden consumir mucho tiempo, es por esto que se utilizan muchos procesos no tradicionales de maquinado especialmente en los dados pequeños o medianos ya que son más rápidos y económicos y los dados suelen no requerir acabado adicional.
Los dados se pueden someter a distintos tratamientos superficiales para mejorar sus características de desgaste y fricción.
El proceso de rectificado puede causar daños en la superficie si no se controla bien, debido al exceso de calor que se puede producir, y pueden incluir en la superficie esfuerzos residuales que reducen su vida a fatiga.
Para resistir las fuerzas en los procesos de manufactura, un dado debe tener secciones transversales, holguras adecuadas y las esquinas agudas.
Incluso si se fabrican de forma correcta, los dados se someten a altas temperaturas y a grandes esfuerzos durante el proceso, que pueden producir desgaste y (en consecuencia) cambios de forma.
Las piezas que se rompen salen despedidas a gran velocidad y pudiendo causar graves lesiones.
