Forja, proceso de modelado
del hierro y otros materiales maleables golpeándolos o troquelándolos después
de hacerlos dúctiles mediante aplicación de calor. Las técnicas de forjado son
útiles para trabajar el metal porque permiten darle la forma deseada y además
mejoran la estructura del mismo, sobre todo porque refinan su tamaño de grano.
El metal forjado es más fuerte y dúctil que el metal fundido y muestra una
mayor resistencia a la fatiga y el impacto.
La forja manual es la
forma más sencilla de forjado y es uno de los primeros métodos con que se
trabajó el metal. Primero, el metal se calienta al rojo vivo en el fuego de una
fragua, y después se golpea sobre un yunque para darle forma con grandes
martillos denominados machos de fragua. Ésta es un hogar abierto construido con
una sustancia refractaria y duradera, como ladrillo refractario, y dotado de
una serie de aberturas por las que se fuerza el aire mediante un fuelle o un
ventilador. En la fragua se emplean como combustible diversos tipos de carbón,
entre ellos coque o carbón vegetal. El herrero además de martillos, emplea
otras herramientas en las diferentes operaciones de forja.
En general existen seis
tipos básicos de forjado: el engrosado, que consiste en reducir la longitud del
metal y aumentar su diámetro; la compresión para reducir el diámetro del metal;
el doblado; la soldadura, o unión de dos piezas de metal por semifusión; el
perforado, o formación de pequeñas aberturas en el metal, y el recortado o
realización de grandes agujeros.
Para engrosar una pieza
de metal se golpea a lo largo de la dimensión más larga (por ejemplo, el
extremo de una barra o varilla), lo que acorta y comprime la pieza. La
compresión se logra golpeando el trozo de metal mientras se sujeta sobre el
yunque con alguna de las diversas herramientas cóncavas llamadas estampas de
forja. El doblado se consigue golpeando la pieza alrededor de un molde o
haciendo palanca con la pieza en un punto de apoyo. Para soldar hierro en la fragua,
se aplica en primer lugar un fundente —como el bórax— al metal calentado, para
eliminar cualquier posible óxido en las superficies de las piezas, y después se
juntan éstas golpeando una contra otra a altas temperaturas; si está bien
hecha, una junta soldada de este tipo es homogénea y tan resistente como el
metal original. Para taladrar agujeros pequeños se apoya el trozo de metal en
una pieza anular situada encima del yunque y se atraviesa con un punzón a
golpes de martillo. Para recortar agujeros mayores o trozos de metal se emplean
cinceles pesados y afilados, similares a los cortafríos utilizados para cortar
metal en frío. La combinación de varias operaciones puede producir piezas
forjadas de una gran variedad de formas.
La principal diferencia
entre la forja manual y mecánica es que en la segunda se emplean diversos
martillos y prensas mecánicas en lugar de machos de fragua. Estas máquinas
permiten al operador golpear el metal con fuerza y rapidez y producir piezas
forjadas de gran tamaño y alta calidad con la velocidad que exigen las modernas
cadenas de montaje. Otra ventaja del forjado mecánico es que cuanto más fuertes
sean los golpes durante el forjado, más se mejora la calidad de la estructura
metálica. Trabajando toda la pieza a la vez se obtiene un tamaño de grano muy
fino, que proporciona una máxima resistencia al impacto. Cuando se forja a mano
una pieza grande, sólo se deforma la superficie, mientras que un martillo o
prensa mecánicos deforman el metal de toda la pieza.
Un tipo especial de forja
mecánica es la forja con troquel, también llamada estampación en caliente. En
este método se coloca el metal caliente y blando entre dos troqueles y se
presiona el troquel superior contra el inferior, lo que fuerza al metal
caliente a entrar en las cavidades de los troqueles, como ocurre en la
acuñación de monedas.
Para reducir un trozo
de metal caliente a un tamaño determinado se emplean a veces piezas de forja.
Se trata de dos rodillos cuya sección transversal no es circular, sino que
tiene forma de leva. Los rodillos sólo se tocan y trabajan el metal durante una
parte de cada giro, por lo que sólo reducen parte del metal que les llega.
Las operaciones de forja
mecánica se efectúan muchas veces mediante una serie de troqueles montados en
la misma prensa o martillo, que se colocan de modo secuencial para formar la
pieza final tras una serie de pasos.
