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1.2.5.- Canal de rebaba y temperatura de forja.

Canal de rebaba

Debido a la dificultad para calcular la cantidad exacta de material necesaria para llenar correctamente la matriz, y con el fin de evitar defectos en las piezas por falta de material, se suele prever más material de lo necesario.

Para alojar este excedente de material se prevén unos alojamientos en la periferia de la cavidad, que tras su llenado darán lugar a lo que se denomina rebaba.

A veces estos alojamientos pueden ser de forma diferente, pero es importante que cumplir una serie de normas generales:

  • El ángulo entre el canal de rebaba y la dirección de choque del material no debe ser pequeño para poder desbarbar la pieza fácilmente (habitualmente la rebaba se elimina mediante un corte en un troquel).
  • La rebaba debe estar situada de manera que no se dificulte el grabado del molde.
Imagen de sección de rebaba
  • En la imagen de la derecha, obtenida del libro "Product Design for Manufacture and Assembly", puedes ver el corte de un canal de rebaba, con sus elementos más característicos.
Imagen de dimensiones de canal de rebaba

Para entrar en el canal de rebaba, el material debe fluir a través de un cuello más estrecho, que será el que hace el cierre, aumentando la presión dentro de la estampa y obligando al material a llenar las distintas cavidades de la estampa. Las dimensiones de ese cuello de la rebaba son muy importantes ya que si no hacen bien el cierre las estampas no se llenarán del todo y por tanto la pieza no tendrá la forma buscada. Y si el cierre es demasiado estrecho, la presión en el interior de la estampa puede ser muy alta, y llegar a romper la estampa. Las fórmulas para calcular el cuello del canal de rebaba son (observa la imagen de la izquierda, obtenida de "Metal forming practise processes",  de Heinz Tschaetsch) :

Expresion matematica

Donde A es el área proyectada de la pieza (sin rebaba) en mm2. Y para calcular w tenemos esta tabla en la que podemos encontrar la relación w/s:

Relación w/s
A(mm2)  hasta 2000 2001-5000  5001-10000 10001-25000 26000-70000 71000-150000
 w/s 10 8 6  4,5  3,5  2,5

El resto de dimensiones del canal de rebaba no son tan importantes, ya que ese material se eliminará.

Temperatura de forja y velocidad de calentamiento

La Temperatura de forja es la temperatura a la que debe ser calentado un material para su posterior deformación por forja. Depende del tipo de material, y suele estar comprendida entre un valor mínimo y uno máximo.

MaterialTemperatura de forja (ºC)
Aceros al carbono De 850º a 1.050º
Latón De 600º a 700º
Bronce De 800º a 900º
Aleaciones de Aluminio De 350º a 500º

 

Gráfico de plasticidad en Forja

Éste es un gráfico de comportamiento de un acero ordinario, relativo al umbral de plasticidad. Las curvas representan la presión necesaria para producir el comienzo de la fluencia para cada temperatura.

La temperatura suele estar comprendida entre un valor mínimo y uno máximo. El valor mínimo es siempre superior a la de recristalización, para evitar que al deformar el metal endurezca por acritud, endurecimiento del material, generalmente indeseable, que tiene lugar por deformarlo en frío.

Una vez superado ese valor mínimo, cuánto más se caliente el material, menor será la resistencia que oponga a su deformación, pero mayor es también el crecimiento del grano, más riesgo de que se produzcan transformaciones irreversibles en la estructura del material o defectos, e incluso existe el riesgo de que se funda.

Autoevaluación

Determina si es o no cierta la siguiente afirmación:

Pregunta 1

Mirando en el gráfico de comportamiento de un acero ordinario, relativo al umbral de plasticidad, se cumple que para una relación determinada h/d, la presión necesaria para producir el comienzo de la fluencia decrece con la temperatura.

Para saber más

Imagen de medidas canal de rebaba.

Distintos autores presentan distintas soluciones para calcular los parámetros en el diseño de la forja. Cualquiera de éstas puede ser válida, luego será la experiencia la que nos incline a preferir una u otra. En esta imagen de la derecha (obtenida de "Conformación por deformación" de Mondragon Goi Eskola Politeknikoa) se definen las medidas recomendadas para el canal de rebaba, aunque algunas de estas dimensiones no coinciden con las presentadas arriba: