b.
Determinación y justificación del material (martillo)
Para la selección del tipo de material que usaremos se considerara 3 fuentes de información: 1) Video - fabricación del martillo Para determinar el tipo material para la fabricación de un hacha tomaremos los datos más relevantes del video.
El proceso comienza con la introducción introducc ión de una barra gruesa de acero mediante un sistema automático a un horno de inducción a más de 1000 °C. El intenso calor hace que el acero sea maleable. El martillo mart illo de forjar golpea el acero caliente calient e creando una serie de moldes con forma de martillo. Se lleva a una cortadora de punzonado que corta los bordes de acero forjado, los recortes caen en un contenedor para el reciclado. Posterior mente se lleva el martillo a una prensa hidráulica para mejorar la forma de la pieza. Se realiza el enfriamiento de la pieza caliente, el proceso consta de un bastidor giratorio para enfriar el martillo. Se realiza la limpieza de la superficie dejando los martillos en un tambor junto a trozos de acero muy pequeños. Con el movimiento los trozos frotan las escamas y deshechos para un limpieza absoluta Se Contornea la cabeza del martillo con cintas abrasivas Se hace el Tratamiento Tratamient o térmico o proceso de templado donde se sumergen los martillos en un líquido a alta temperatura y en un aceite que rápidamente enfría enfría el metal endureciéndolo. Finalmente se realiza el pulido del martillo con cintas abrasivas dándole al martillo un acabado superficial lizo y brillante. Para la elaboración del mango se utiliza vinilo líquido, una vez que endurece el líquido se esmerila el contorno del mango.
2) Bibliografía Carbono y aceros aleados son los materiales forjados más comunes, y se forjan fácilmente en una amplia variedad de formas utilizando calentamiento, o en frío forjar procesos y equipos estándar. A pesar del gran número de composiciones disponibles, todos los materiales de esta categoría presentan características forja esencialmente similar. Excepciones a esto son aceros que contienen aditivos de maquinado libre tales como sulfuros; estos materiales son más difíciles de falsificar que son los grados de mecanizado no libres. En general, la forjabilidad caliente de aceros al carbono y aleada mejora a medida que aumenta la tasa de deformación. La mejora en la trabajabilidad se ha atribuido principalmente al aumento de calor de la deformación generada a altas velocidades de deformación. Selección de forjar: temperaturas para aceros al carbono y de aleación se basa en el contenido de carbono, composición de la aleación, el rango de temperatura óptima para la plasticidad, y la cantidad de reducción requerida para forjar la pieza de trabajo. De estos factores, el contenido de carbono tiene la mayor influencia sobre las temperaturas de forja-límite superior.
Tabla 1 enumera las temperaturas de forjado en caliente típicos para una variedad de aceros al carbono y de aleación; se puede observar que, en general, forja temperaturas disminuyen con el aumento de contenido de carbono y aleación. Tabla 1 temperaturas de forja típicos para diversos aceros al carbono y aleados.
Aceros se han forjado en cantidad ya que cerca del comienzo de la Revolución Industrial. A pesar de (o quizás debido a) de esta larga historia, la forja de aceros es un intuitivo, proceso empírico, y la literatura sobre el tema es relativamente escasa.
Comportamiento de forja en caliente La forja en caliente de aceros al carbono y de aleación en formas intrincadas rara vez limitada por aspectos de forjabilidad con la excepción de los grados de maquinado libre mencionados anteriormente. Espesor de la sección, la forma de la complejidad, y el tamaño de forja están limitadas principalmente por el enfriamiento que se produce cuando la pieza de trabajo calentada entra en contacto con los troqueles fríos. Por esta razón el equipo que tiene tiempos de contacto de matriz relativament e cortos, tales como martillos, se prefiere a menudo para forjar f ormas intrincadas en acero. Forjabilidad Caliente y giro Prueba. Un medio común de medir la forjabilidad de los aceros es la prueba de giro en caliente. Como su nombre indica, esta prueba implica la torsión de especímenes barra calentada a la fractura en un número de diferentes temperaturas seleccionadas para cubrir el posible rango de temperatura de trabajo en caliente del material de ensayo. El número de giros a la fractura, así como el par de torsión necesario para mantener a una velocidad constante, se reportan. La temperatura a la cual el número de torsiones es la más grande, si existe un máximo tal, se supone que es la temperatura óptima de trabajo en caliente del material de ensayo. La figura 1 muestra forjabilidad de varios aceros al carbono según las pruebas realizadas en caliente giro.
Fig. 1 Forjabilidad de diversos aceros al carbono, determinada mediante pruebas en caliente. Otras pruebas forjabilidad. Numerosas otras pruebas se utilizan para evaluar la forjabilidad de aceros, incluyendo: • La prueba de cuña forja, en el que se forja un espécimen en forma de cuña entre matrices planas y la vertical que causa la deformación de craqueo es establecido
• La prueba de presión de lado, que consiste en la compresión de una muestra de cilíndricas bar entre troqueles, planas y paralelas con el eje del cilindro paralelo a los troqueles. Los extremos del cilindro son sin restricciones, y forjabilidad se mide por la cantidad de deformación obtenida antes de agrietarse Propiedades de Efectos en la forja La conformación de una configuración compleja a partir de una barra de acero al carbono o aleado o tocho requiere primero que el acero este "dispuesto" en una forma de partida adecuado (preformado) y luego que se la hace fluir dentro de la configuración de la pieza final. Este reordenamiento del metal tiene poco efecto sobre la dureza y la resistencia del acero, pero ciertas propiedades mecánicas, tales como la ductilidad, la resistencia al impacto y resistencia a la fatiga, se han mejorado. Esta mejora en las propiedades se cree que tener lugar porque la forja: · Rompe la segregación, sana porosidad y ayudas homogeneización. · Produce una estructura de grano fibroso que mejora las propiedades mecánicas paralelas al flujo de grano. · Reduce como fundido a tamaño de grano.
Mejoras típicas en la ductilidad y la resistencia al impacto de los aceros tratados térmicamente como una función de reducción de la f orja se muestran en la figura. Estos datos ilustran que una mejora máxima en cada caso se produce en la dirección de máxima elongación. Dureza y ductilidad alcance máximos después de una cierta cantidad de reducción, después de lo cual una mayor reducción es de poco valor.
fig. Efecto de la relación de forja en la reducción de la superficie de los aceros tratados térmicamente. (a) 4,340 de acero en dos niveles de azufre. (b) de acero de manganeso. (c) Vacío derritió 4340 con rotura por tracción de 2000 MPa (290 ksi). Forja relación es la relación de área de sección transversal final a área de sección transversal inicial.
Las propiedades mecánicas longitudinales típicos de piezas forjadas de acero de bajo y medio carbono en las condiciones, y templados y revenidos normalizados recocidos se enumeran en la Tabla. Como era de esperar, la fuerza aumenta con el aumento contenido de carbono, mientras que disminuye la ductilidad.
Tabla 2 propiedades longitudinales de piezas forjadas de acero al carbono en cuatro contenidos de carbono.
Aceros para la Forja Carbono y acero de aleación en lingotes, tochos, palanquillas y lingotes, laminado en caliente o son echados a la aproximación de las dimensiones de la sección transversal; Por lo tanto, la rectitud, la comba, las tolerancias de giro, y planitud no se aplican. Productos de acero semiacabados para la forja se producen ya sea a pesos unitarios especificados o longitudes especificadas. Tratamiento térmico de carbono y aleaciones de acero forjadas Normalmente piezas forjadas de acero son especificados por el comprador en una de las cuatro condiciones principales: como forjado sin tratamiento térmico ulterior; con tratamiento térmico para inactivarlo; tratado con calor para las propiedades mecánicas / físicas finales; o un tratamiento especial de calor para mejorar la estabilidad dimensional, especialmente en configuraciones de piezas más complejas. Aunque la gran mayoría de piezas forjadas de acero son tratados con calor antes de su uso, un gran tonelaje de acero de bajo carbono (0,10 al 0,25% C) se utiliza en la
condición de forjado-. En tales piezas forjadas, maquinabilidad es buena, y poco se gana en términos de fuerza por tratamiento térmico. De hecho, un número de ASTM ampliamente utilizado y las especificaciones federales permiten esta opción económica. También es interesante observar que, en comparación con las propiedades producidas por la normalización, la fuerza y la maquinabilidad están ligeramente mejor, que es más probablemente atribuible al hecho de que el tamaño de grano es algo más basta que en el estado normalizado. Con tratamiento térmico para maquinabilidad. Cuando un componente mecanizado acabado debe ser producido a partir de una pieza forjada o menos dimensionado, maquinabilidad se convierte en una consideración vital para optimizar la vida de la herramienta, aumentar la productividad, o ambos. La especificación de la adquisición o el dibujo de forja pueden especificar el tratamiento térmico. Sin embargo, cuando las especificaciones sólo dan máxima dureza o especificaciones micro estructural, se debe seleccionar el ciclo térmico más económico y eficaz. Tratamientos térmicos disponibles incluyen recocido completo, recocido su crítico, normalizar, o normalizan y temperamento. El tratamiento térmico elegido depende de la composición del acero y de las operaciones de la máquina que se realizará. Algunos tipos de acero son inherentemente suave, otros se convierten en bastante difícil en el enfriamiento de la temperatura de acabado después de forja en caliente. Algún tipo de recocido se requiere generalmente o especificados para mejorar la maquinabilidad. Acero de mediano contenido de carbono utilizado ampliamente en elementos estructurales que requieran mediana resistencia mecánica y tenacidad a bajo costo. Posee baja soldabilidad, buena maquinabilidad y excelente forjabilidad, estos aceros son utilizados para todo tipo de elementos que requieren dureza y tenacidad como martillos, picas, ejes, manivelas, chavetas, pernos, tuercas, cadenas, engranajes de baja velocidad, espárragos, acoplamientos, bielas, pasadores, cigüeñales y piezas estampadas y además pueden ser sometidos a temple y revenido. 3) Otros fabricantes de martillo El material que utilizan otros fabricantes para la fabricación de martillos son de aceros al carbono, estos aceros de medio contenido de carbono son de 0.40 a 0.55 %. Conclusión Una vez analizada la información obtenida de las fuentes se considera que para la fabricación de un martillo es posible realizarlo por aceros para herramientas, que son los aceros de medio contenido de carbono: se emplean aceros sin elementos de aleación con porcentajes de carbono variables de 0.40 a 0,55 %. Para herramientas que deban tener gran tenacidad como martillos y picas. Y tras un proceso de selección y verificación, considerando que para aceros para herramientas se utiliza porcentajes de carbono mayores a 0. 40 % se determinó usar un acero SAE 1045, además tiene un 57% de la maquinabilidad del acero 1112, considerado como 100% maquinable y sus propiedades son las más adecuadas para nuestro producto. También se verifico que en nuestro medio existen empresas fundidoras que utilizan este tipo de aceros de medio contenido de carbono, para fabricar piezas con características similares de nuestro producto.
