Los calentadores de inducción se están haciendo populares en la industria manufacturera debido a su eficacia, bajo impacto medioambiental y facilidad de uso. Un calentador de inducción puede realizar con seguridad múltiples procesos metalúrgicos, como fundir, soldar y recocido. Un calentador de inducción es un dispositivo que utiliza una corriente alterna para crear un campo magnético. El campo magnético cambiante induce corrientes parásitas en el material conductor, calentándolo según la ley de calentamiento de Joule. El proceso de calentamiento por inducción ha transformado múltiples técnicas de fabricación y ha mejorado su progreso. Uno de estos procesos mecánicos es el proceso de forja.
¿Qué es la forja?
La forja es un proceso de conformación del metal mediante fuerzas de compresión. Estas fuerzas se aplican mediante un martillo, una prensa o una matriz. La forja es uno de los procesos más antiguos que utilizan los orfebres para dar forma al metal y formar objetos metálicos de la forma y el tamaño deseados. El proceso confiere al material forjado múltiples propiedades mecánicas, como fuerza, resistencia a la fatiga y resistencia al impacto.
Forja en frío y en caliente
Una pieza de metal puede forjarse en dos estados: o se martilla en su forma actual o se precalienta por encima de su temperatura de recristalización. Cuando el proceso de forja se realiza a temperatura ambiente sin calentar el metal, entonces este proceso se denomina forja en frío. Mientras que si la pieza se calienta hasta su temperatura de cristalización, se trata de forja en caliente. La forja en frío se utiliza cuando se trata de metales relativamente más blandos; los endurece y les imparte resistencia. En comparación, la forja en caliente se utiliza para casi cualquier tipo de metal. Es más común en las industrias, ya que permite dar una forma más precisa al metal.
Uso del calentador de inducción para la forja de metales
Como ya se ha dicho, la forja en caliente requiere calentar el metal. La forma convencional de calentar metales para forjarlos es mediante un horno que funciona con combustible, como el gas. Es un proceso de contacto, y se emiten múltiples humos debido a la combustión del combustible. La mejor alternativa al calentamiento en horno es el calentamiento por inducción. Para una aplicación a pequeña escala, como la fabricación de cuchillos, puedes utilizar un calentador de inducción, y para aplicaciones a gran escala, puedes emplear un horno de inducción. En ambos casos necesitarás un suministro eléctrico para calentar el metal.
Principales etapas de la forja de metales por inducción
Aquí tienes una lista de los tres pasos principales que intervienen en la forja por inducción de metales.
- Precalentamiento con un calentador de inducción: El primer paso consiste en calentar la pieza (lingotes) a la temperatura de forja con un calentador de inducción. El lingote se calienta a una temperatura cuya forma permanece intacta, pero puede modificarse por la fuerza.
- Martilleado: Una vez calentado el lingote a la temperatura de forja, se coloca sobre el yunque. El yunque es una superficie plana que se utiliza para dar forma al metal. A continuación, se martillea el metal y se le da la forma deseada. Este proceso puede hacerse a mano o con una prensa.
- Enfriamiento: Después de forjar el metal para darle la forma deseada, se enfría. Esto se hace por enfriamiento rápido o por enfriamiento con aire. El enfriamiento rápido consiste en enfriar el metal rápidamente en agua o aceite. Esto ayuda a endurecer el metal y evita que se dañe durante el enfriamiento. El enfriamiento por aire es un proceso más lento, pero no endurece el metal.
Equipos utilizados para la forja por inducción
En el mercado existen varias máquinas de forja por inducción, según el tamaño y la aplicación que necesites. En FOCO, diseñamos dos calentadores de inducción para forja: un sistema para el calentamiento por inducción de barras de acero, hierro y aluminio. Y el segundo sistema para calentar palanquillas. A continuación se indican algunas especificaciones clave de cada máquina:
Sistema de calentamiento de barras por inducción FOCO
- Utilizado para la forja por inducción de barras metálicas
- Potencia estimada necesaria: De 25 kW a 250 kW
- Disponible como sistema automatizado y semiautomatizado
Sistema de calentamiento de palanquillas por inducción FOCO
- Se utiliza para forjar por inducción facturas cuadradas y redondas
- Potencia estimada necesaria: De 160 kW a 3000 kW
- El tiempo de calentamiento es ajustable, y se puede alcanzar una temperatura de 1100 C.
- Disponible como sistema automatizado y semiautomatizado
Ventajas de los calentadores de inducción para aplicaciones de forja
En comparación con los calentadores convencionales, los calentadores de inducción tienen múltiples ventajas. Algunas de las más notables son
- Los calentadores de inducción tienen ciclos de calentamiento rápidos; pueden calentar metal muy rápidamente.
- Son seguros de usar y no producen humos ni vapores.
- Los calentadores de inducción calientan el metal uniformemente, lo que ayuda a reducir el tiempo necesario para forjarlo.
- Proporcionan un ambiente muy controlable en comparación con los hornos de gas tradicionales.
- El proceso de producción puede automatizarse fácilmente si se emplea un calentador de inducción.
Preguntas frecuentes
¿Qué metales pueden forjarse mediante calentamiento por inducción?
Casi todos los tipos de metales pueden forjarse utilizando calentadores de inducción. Sin embargo, la eficacia del calentamiento difiere en cada caso. Algunos de los metales más comunes forjados con calentadores de inducción son el aluminio, el latón, el cobre, el hierro, el acero inoxidable y el titanio.
Calentamiento de metales mediante horno vs. calentamiento por inducción. ¿Qué proceso es mejor?
Antes, los hornos de gas se utilizaban para el precalentamiento de metales. En ese caso, hay que poner en marcha el horno, y luego tiene que seguir funcionando durante más tiempo. No puedes pararlo y volver a ponerlo en marcha. El tiempo de preparación es enorme. Al mismo tiempo, los calentadores de inducción suministran calor a demanda. Son controlables, y puedes ponerlos en marcha y pararlos sin retrasos. Además, el tiempo de producción es corto en el segundo caso.
¿Cuáles son algunas limitaciones de la forja por inducción?
A pesar de sus múltiples ventajas, el uso de un calentador de inducción para aplicaciones de forja tiene algunas limitaciones. En primer lugar, el metal que se puede forjar está limitado por el tamaño del calentador de inducción. Segundo, son caros. En tercer lugar, requieren un coste de montaje considerable y una fuente de alimentación de alta frecuencia, lo que puede ser una limitación para algunos fabricantes.
Resumen
Los calentadores de inducción son una forma muy eficaz de calentar metal para aplicaciones de forja en caliente. Pueden calentar el metal de forma rápida y uniforme, lo que ayuda a reducir el tiempo necesario para forjar el metal. Además, su uso es seguro, ya que no producen humos que contaminen el medio ambiente. Así pues, un calentador de inducción es una solución perfecta si buscas una forma eficaz y segura de calentar metal para aplicaciones de forja en caliente. También puedes consultar los sistemas de forja por inducción FOCO.
