Calculadora de forja libre
Ingrese la pieza que desea forjar y, si quiere, la barra que tiene. La calculadora suma el sobreespesor de mecanizado y las tolerancias, la cascarilla y los extremos descartados, indica el corte por pieza y le dice si el forjado es factible en nuestro martillo.
2Resultado
Corte por pieza–
Material a enviar–
Operación–
Relación de forja–
Reducción de área–
Esbeltez (h₀ ÷ d₀)–
Relación de recalcado–
Peso del forjado–
Dificultad–
Forja (estimada)–
Cálculo a volumen constante con las tablas siguientes. Valor estimado solo para el servicio de forja, sin material, tratamiento térmico, mecanizado, ensayos ni flete; el precio final se confirma en la cotización. Los valores marcados con * son estimaciones de forja, a confirmar en el pedido.
Cascarilla por material
La cascarilla es el óxido que se forma y se desprende en cada calentamiento. Los valores siguientes son de la forja de Dustre para barras forjadas bajo un martillo de 1.000 kg (piezas de hasta 500 kg). Los grandes forjados hechos a partir de lingotes en prensa tienen pérdidas distintas, que son las que más se encuentran en la literatura.
| Material | 1.er calentamiento | Cada recalentamiento |
|---|---|---|
| Acero al carbono y aleado (Cr-Mo, Ni-Cr-Mo) | 8 % en total (valor de la forja de Dustre) | |
| Acero maraging y aceros de alta aleación | 1,5 %* | 1,0 %* |
| Inoxidable (austenítico, martensítico, PH) | 1,0 %* | 0,5 %* |
| Dúplex y superdúplex | 1,0 %* | 0,5 %* |
| Aleaciones de níquel | 0,6 %* | 0,3 %* |
| Titanio (capa alfa, eliminada en el mecanizado) | 0,5 %* | 0,3 %* |
| Cobre y aleaciones de cobre | 1,0 %* | 0,5 %* |
| Reducción (relación de forja o de recalcado) | Calentamientos |
|---|---|
| hasta 2:1 | 1 |
| por encima de 2:1 hasta 4:1 | 2 |
| por encima de 4:1 hasta 8:1 | 3 |
| por encima de 8:1 | 4 |
Para los demás materiales, la cascarilla se calcula por calentamiento (tabla siguiente). Las aleaciones de níquel, dúplex, superdúplex y titanio tienen una ventana de temperatura estrecha: sumamos 1 calentamiento cuando la reducción supera 2:1*. En el titanio, la pérdida es la capa alfa, eliminada en el mecanizado. A modo de comparación, la literatura cita 2–3 % en el 1.er calentamiento y 1,5–2 % en los siguientes para acero al carbono en horno de llama (EKTU, Tecnologia de conformação; Durukan, tesis METU 2007; Gerke, Behrens et al., ESAFORM 2024).
Extremos descartados y otras pérdidas
| Pérdida | Valor |
|---|---|
| Extremos descartados (puntas cortadas), excepto discos y piezas cuyo diámetro es mayor que la longitud, con longitud de hasta 200 mm | 5 % (valor de la forja de Dustre) |
| Núcleo de punzonado (anillos y casquillos) | Diámetro del punzón igual al 50 % del agujero forjado* |
Valor para barras forjadas bajo martillo, piezas de hasta 500 kg. Para grandes forjados de lingote, la literatura cita 5 a 10 % (EKTU), porque también se cortan la cabeza y el pie del lingote.
Sobreespesor de mecanizado
Barra redonda, barra cuadrada y disco: la calculadora usa la tabla de Dustre (INF 002 Rev. 003), por tamaño terminado y por longitud o altura. Ejemplo: un eje terminado de Ø 110 × 800 mm se forja a Ø 117 × 814 mm (7 mm de sobreespesor en el diámetro, tolerancia +6 / −0, y 14 mm en la longitud, tolerancia +14 / −11). Tablas completas en tolerancias de suministro. Las demás formas usan GOST 7829-70, más abajo. Si marca "Las dimensiones ya incluyen el sobreespesor de forja", no se suma nada: las dimensiones ingresadas son las del forjado.
| Ø de la pieza (mm) | L ≤ 250 | L 250–500 | L 500–800 | L 800–1200 | L 1200–1700 |
|---|---|---|---|---|---|
| 50–70 | 6 ± 2 | 7 ± 2 | 8 ± 2 | 9 ± 3 | 10 ± 3 |
| 70–90 | 7 ± 2 | 8 ± 2 | 9 ± 3 | 10 ± 3 | 11 ± 3 |
| 90–120 | 8 ± 3 | 9 ± 3 | 10 ± 3 | 11 ± 3 | 12 ± 4 |
| 120–160 | 9 ± 3 | 10 ± 3 | 11 ± 3 | 12 ± 3 | 13 ± 4 |
| 160–200 | 11 ± 3 | 11 ± 3 | 12 ± 3 | 13 ± 4 | 14 ± 4 |
| 200–250 | 12 ± 3 | 12 ± 3 | 13 ± 4 | 14 ± 4 | 15 ± 4 |
| 250–300 | 13 ± 4 | 13 ± 4 | 14 ± 4 | 15 ± 4 | 16 ± 5 |
| D hasta (mm) | H hasta 80 | H hasta 125 | H hasta 180 |
|---|---|---|---|
| 150 | 8 / 10 | 10 / 11 | 12 / 13 |
| 250 | 9 / 12 | 11 / 13 | 13 / 14 |
| 360 | 10 / 14 | 12 / 15 | 14 / 16 |
| 550 | 12 / 17 | 14 / 18 | 16 / 19 |
Sobreespesor total en el diámetro (suma de ambos lados), para forjados con martillo en acero al carbono y aleado. En la longitud usamos el mismo valor que en el diámetro*. Para los agujeros de anillos y casquillos sumamos 4 mm al sobreespesor del diámetro exterior*. Fuera de los rangos de la tabla usamos el rango más cercano y confirmamos en la cotización. Fuente: GOST 7829-70, Forjados con martillo de acero al carbono y aleado: sobreespesores y tolerancias.
Capacidad del martillo
Sección máxima según la capacidad nominal de catálogo de martillos de 1.000 kg (serie C41-1000). El mejor rango de productividad está por debajo de este máximo.
Fórmulas utilizadas
| Magnitud | Cómo se calcula | Referencia |
|---|---|---|
| Relación de forja (estiramiento) | A₀ ÷ A₁ (área de la sección inicial ÷ área de la sección final) | Partiendo de fundido (lingote): mínimo habitual 3:1; 4:1 para piezas críticas*. Partiendo de barra laminada o forjada, el mínimo no se aplica. |
| Reducción de área | (A₀ − A₁) ÷ A₀ × 100 | 3:1 = 66,7 %; 4:1 = 75 %. |
| Índice de esbeltez (recalcado) | h₀ ÷ d₀ (altura de la sección recalcada ÷ diámetro o lado menor de la barra) | Hasta 2,5: aceptable. Por encima de 2,5: evaluación individual de Dustre. Recalcado localizado: corte total ÷ d₀. |
| Relación de recalcado | h₀ ÷ h₁ (altura antes ÷ altura después) | Equivale a la relación de forja de la operación de recalcado. |
| Material por pieza | V forjado × (1 + cascarilla + extremos descartados) + núcleo de punzonado | V a partir del volumen del forjado (pieza terminada + sobreespesor). |
| Longitud de corte | Volumen inicial ÷ A₀ | Más 3 mm de corte con sierra por pieza. |
Preguntas frecuentes
¿Cuánto material debo enviar para forjar una pieza?
Elija el material, ingrese la barra que tiene (forma y diámetro), la forma y las dimensiones de la pieza terminada y la cantidad. La calculadora suma el sobreespesor de mecanizado, la cascarilla y los extremos descartados y muestra cuánto enviar en kg y en metros de barra, incluido el corte con sierra. Si el pedido exige probeta de ensayo, envíe un poco más.
¿Qué es el índice de esbeltez?
Es la altura de la sección de la barra a recalcar dividida por su diámetro (o lado menor). Indica si es posible recalcar sin pandeo: hasta 2,5 es aceptable; por encima de 2,5 requiere evaluación individual de Dustre. En el recalcado localizado (cabeza de un eje escalonado o pasador), se aplica la longitud total del corte ÷ diámetro de la barra. La calculadora indica el diámetro de barra para mantenerse en 2,5 o para evitar el recalcado.
¿Qué son la relación de forja y la reducción de área?
La relación de forja es el área de la sección inicial dividida por el área final (p. ej., 3:1). La reducción de área es lo mismo en porcentaje: (área inicial − área final) ÷ área inicial. 3:1 corresponde a una reducción del 66,7 %; 4:1, del 75 %.
¿Cuándo necesito una reducción mínima de 3:1?
Cuando la pieza parte de material fundido (lingote o palanquilla de colada): la reducción 3:1 cierra la porosidad y refina el grano para alcanzar las propiedades mecánicas. Si el material de partida ya es una barra laminada o forjada, el nuevo forjado solo cambia la forma y las dimensiones, y no se aplica la reducción mínima.
¿Cuánto se pierde como cascarilla en la forja?
En la forja de Dustre, para barras forjadas bajo martillo (piezas de hasta 500 kg), consideramos 8 % de cascarilla para acero al carbono y aleado y 5 % de extremos descartados. Los inoxidables, dúplex, aleaciones de níquel y titanio se oxidan mucho menos y se calculan por calentamiento. Los grandes forjados de lingote tienen otros valores, que son los que más se encuentran en la literatura.
¿El eje escalonado puede tener cabeza cuadrada o rectangular?
Sí. En la forma Eje escalonado, elija la sección del escalón 1 (cabeza): redonda, cuadrada o rectangular. Para cuadrada, ingrese el lado; para rectangular, los lados A1 y B1 en lugar del diámetro. Esto cubre cabezas que se convierten en un ojal o una horquilla, hechas a partir de barra plana o cuadrada. El volumen, el peso, el corte inicial y el dibujo siguen la sección elegida.
¿Qué incluye el valor estimado?
Solo el servicio de forja, por kg de material de partida. El material, el corte, el tratamiento térmico, el mecanizado, los ensayos y el flete se cotizan por separado. El valor final se informa en la cotización.
