Forja - Forge

A face de uma típica ferraria na Finlândia
Ferraria de madeira construída em 1726 em Opole, Alta Silésia, Polônia
Uma ferraria construída por volta de 1880 em Mērsrags , Courland , Letônia , atualmente localizada no Museu Etnográfico ao Ar Livre da Letônia

Uma forja é um tipo de lareira usada para aquecer metais ou o local de trabalho ( forja ) onde essa lareira está localizada. A forja é usada pelo ferreiro para aquecer uma peça de metal a uma temperatura em que se torne mais fácil de moldar por forjamento , ou até o ponto em que o endurecimento por trabalho não ocorra mais. O metal (conhecido como "peça de trabalho") é transportado de e para a forja usando pinças , que também são usadas para segurar a peça de trabalho na bigorna do ferreiro enquanto o ferreiro a trabalha com um martelo. Às vezes, como ao endurecer o aço ou resfriar a peça de trabalho para que possa ser manuseada com as mãos desprotegidas, a peça de trabalho é transportada para a cuba solta , que resfria rapidamente a peça em um grande corpo de água. No entanto, dependendo do tipo de metal, pode ser necessária uma têmpera em óleo ou salmoura; muitos metais requerem mais do que o endurecimento com água. A cuba frouxa também fornece água para controlar o fogo na forja.

Tipos

Carvão / coque / carvão forjado

Forja de carvão de explosão inferior

Uma forja normalmente usa carvão betuminoso , coque industrial ou carvão vegetal como combustível para aquecer o metal. Os projetos dessas forjas têm variado ao longo do tempo, mas seja o combustível carvão, coque ou carvão vegetal, o projeto básico permanece o mesmo.

Uma forja deste tipo é essencialmente uma lareira ou lareira projetada para permitir que um incêndio seja controlado de modo que o metal introduzido no fogo possa ser levado a um estado maleável ou para provocar outros efeitos metalúrgicos ( endurecimento , recozimento e têmpera, como exemplos) . O fogo da forja neste tipo de forja é controlado de três maneiras: quantidade de ar, volume de combustível e forma do combustível / fogo.

Uma forja de fogo para trabalhar metal a quente

Ao longo de milhares de anos de forja, esses dispositivos evoluíram de uma forma ou de outra como as características essenciais deste tipo de forja:

  • Tuyere - um tubo pelo qual o ar pode ser forçado para o fogo
  • Fole ou soprador - um meio para forçar o ar para dentro do tuyere
  • Lareira - um lugar onde o combustível em chamas pode ser contido sobre ou contra a abertura da tuyere. Tradicionalmente, as lareiras são construídas com tijolos de barro ( adobe ), tijolos cozidos, pedra ou, posteriormente, construídas com ferro.

Durante a operação, o combustível é colocado dentro ou sobre a lareira e aceso. Uma fonte de ar em movimento, como um ventilador ou fole, introduz ar adicional no fogo através do tuyere. Com ar adicional, o fogo consome combustível mais rápido e queima mais quente (e mais limpo - a fumaça pode ser considerada como um combustível em potencial que escapou).

Um ferreiro equilibra o combustível e o ar no fogo para se adequar a tipos específicos de trabalho. Freqüentemente, isso envolve ajustar e manter a forma do fogo.

Em uma forja de carvão típica, uma fogueira será centralizada em uma lareira plana. A tuyere entrará no firepot na parte inferior. Em operação, o núcleo quente do fogo será uma bola de coque em chamas dentro e acima da fogueira. O coração do fogo será cercado por uma camada de coca quente, mas não queimando. Ao redor do coque não queimado haverá uma camada de carvão de transição sendo transformada em coque pelo calor do fogo. Ao redor de tudo está uma camada de carvão em forma de anel ou ferradura, geralmente mantida úmida e bem embalada para manter a forma do coração do fogo e para evitar que o carvão queime diretamente para que ele "cozinhe" primeiro em coque.

Se um fogo maior for necessário, o ferreiro aumenta o fluxo de ar para o fogo, além de alimentar e aprofundar o coração de coque. O ferreiro também pode ajustar o comprimento e a largura do fogo em tal forja para acomodar diferentes formas de trabalho.

A principal variação da forja e do fogo que acabamos de descrever é um 'backdraft', onde não há panela de fogo, e a tuyere entra na lareira horizontalmente pela parede traseira.

Coque e carvão podem ser queimados nas mesmas forjas que usam carvão, mas como não há necessidade de converter o combustível bruto no centro do fogo (como no carvão), o fogo é tratado de forma diferente.

Ferreiros individuais e aplicações especializadas promoveram o desenvolvimento de uma variedade de forjas desse tipo, desde a forja de carvão descrita acima até construções mais simples que chegam a um buraco no solo com um tubo conduzindo a ele.

Forja a gás

Uma forja a gás normalmente usa propano ou gás natural como combustível. Um projeto comum e eficiente usa uma câmara de forja cilíndrica e um tubo de queimador montado em um ângulo reto em relação ao corpo. A câmara é normalmente forrada com materiais refratários , como uma cerâmica refratária de fundição dura ou uma manta térmica de cerâmica macia (ex: Kaowool). O queimador mistura combustível e ar que são acesos na ponta, que se projeta um pouco no revestimento da câmara. A pressão do ar e, portanto, o calor, podem ser aumentados com um soprador mecânico ou aproveitando o efeito Venturi .

As forjas a gás variam em tamanho e construção, desde grandes forjas usando um grande queimador com um soprador ou vários queimadores atmosféricos até forjas construídas com uma lata de café utilizando um maçarico de propano simples e barato. Uma pequena forja pode até ser esculpida em um único tijolo refratário macio .

A principal vantagem de uma forja a gás é a facilidade de uso, especialmente para um novato. Uma forja a gás é simples de operar em comparação com as forjas a carvão, e o fogo produzido é limpo e consistente. Eles são menos versáteis, pois o fogo não pode ser remodelado para acomodar peças grandes ou de formatos incomuns. Também é difícil aquecer uma pequena seção de uma peça. Um equívoco comum é que forja a gás não pode produzir calor suficiente para permitir a soldagem por forja , mas uma forja a gás bem projetada é quente o suficiente para qualquer tarefa.

Forja de finery

A forja finery é um moinho movido a água onde o ferro-gusa é refinado em ferro forjado .

Equipamento de forjamento

Bigorna

A estrutura de uma bigorna

A bigorna serve de bancada para o ferreiro, onde é colocado o metal a ser forjado. As bigornas podem parecer desajeitadas e pesadas, mas são uma ferramenta altamente refinada, cuidadosamente moldada para atender às necessidades do ferreiro. As bigornas são feitas de ferro fundido ou forjado com uma face de aço ferramenta soldada em ou de uma única peça de aço ferramenta fundido ou forjado. Algumas bigornas são feitas apenas de ferro fundido e não têm superfície de aço ferramenta. Estas não são bigornas reais e não servirão a um ferreiro como tal porque são muito moles. Um termo comum para uma bigorna de ferro fundido é "ASO" ou "Objeto em forma de bigorna". O objetivo de uma face de aço para ferramentas em uma bigorna é fornecer o que alguns chamam de "Ressalto", além de ser dura e não amassar facilmente com golpes de martelo mal posicionados. O termo rebote significa que ele projeta parte da força dos golpes do martelo do ferreiro de volta no metal, movendo assim mais metal de uma vez do que se não houvesse rebote. Uma boa bigorna pode projetar de 50 a 99% da energia de volta para a peça de trabalho. O tampo plano, chamado de “face” é altamente polido e geralmente possui dois orifícios (mas pode ter mais ou menos dependendo do desenho). O furo quadrado é chamado de furo resistente, onde se encaixa a haste quadrada da ferramenta resistente. Existem muitos tipos diferentes de ferramentas resistentes. O orifício menor é chamado de orifício pritchel, usado como reforço ao perfurar orifícios em metal quente ou para segurar ferramentas semelhantes à ferramenta resistente, mas para ferramentas que exigem a capacidade de girar em um ângulo de 360 ​​graus, como um suporte -ferramenta de descida para quando a pinça do ferreiro não puder segurar uma peça de trabalho com a segurança necessária. Na frente da bigorna, às vezes há um "chifre" que é usado para dobrar, puxar aço e muitas outras tarefas. Entre o chifre e a face da bigorna, geralmente existe uma pequena área chamada "degrau" ou uma "mesa de corte" que é usada para cortar aço quente ou frio com formões e ferramentas de corte a quente sem danificar a face da bigorna. Marcas no rosto se transformam em imperfeições no trabalho do ferreiro.

Martelo

Várias ferramentas tradicionais de ferreiro

Existem muitos tipos de martelo usados ​​na oficina de um ferreiro, mas isso vai citar apenas alguns tipos comuns. Os martelos podem variar em forma e peso de meia onça a quase 30 libras, dependendo do tipo de trabalho que está sendo feito com eles.

  1. Martelo de mão - usado pelo ferreiro .
  2. Marreta - usada pelo atacante .

Formão

Os cinzéis são feitos de aço de alto carbono. Eles são endurecidos e revenidos na aresta de corte enquanto a cabeça é deixada macia para que não se quebre quando martelada. Os cinzéis são de dois tipos, cinzéis quentes e frios. O cinzel frio é usado para cortar metais frios, enquanto o cinzel quente é para metais quentes. Normalmente, os cinzéis quentes são mais finos e, portanto, não podem ser substituídos por cinzéis frios. Além disso, muitos ferreiros moldam cinzéis com um cabo torcido simples que lembra um martelo, eles podem ser usados ​​a uma distância maior dos metais quentes. Eles são muito úteis e encontrados em todo o mundo.

Pinças

Ferreiro usando tenaz

Pinças são usadas pelo ferreiro para segurar metais quentes com segurança. As bocas são feitas sob medida pelo ferreiro em vários formatos para se adequar à preensão de vários formatos de metal . Não é incomum um ferreiro possuir vinte ou mais pares de pinças; tradicionalmente, um ferreiro começava a construir sua coleção durante o aprendizado. Existem vários tipos de pinças disponíveis no mercado. (1) tenaz plana (2) tenaz de rebite ou anel (3) tenaz de lábio reto (4) tenaz de gad

Fuller

Fullers são ferramentas de moldagem de diferentes formatos usadas para fazer ranhuras ou cavidades. Eles são freqüentemente usados ​​em pares, o fuller inferior tem uma haste quadrada que se encaixa no orifício resistente na bigorna, enquanto o fuller superior tem uma alça. O trabalho é colocado no fundo cheio e o topo é colocado sobre o trabalho e golpeado com um martelo. O fuller superior também é usado para acabamento de cantos arredondados e para esticar ou espalhar metal.

Hardy

A ferramenta resistente é uma ferramenta com uma haste quadrada que se encaixa em um orifício resistente. Existem muitos tipos diferentes de ferramentas resistentes, como a resistente de corte a quente, usada para cortar metal quente na bigorna; a ferramenta mais cheia, usada para extrair metal e fazer ranhuras; gabaritos de dobra - e muitos outros para listar.

Slack tub

Uma banheira vazia é geralmente um grande recipiente cheio de água usado por um ferreiro para apagar o metal quente. A cuba frouxa é usada principalmente para resfriar partes do trabalho durante o forjamento (para protegê-las ou evitar que o metal em uma área "se espalhe", por exemplo, golpes de martelo nas proximidades); para endurecer o aço; cuidar de uma forja de carvão ou carvão; e simplesmente para resfriar o trabalho rapidamente para facilitar a inspeção. Em cutelaria e fabricação de ferramentas, o termo geralmente será alterado para "tanque de resfriamento" porque óleo ou salmoura são usados ​​para resfriar o metal. Acredita-se que o termo folga derive da palavra "abrandar", como em sacudir o calor.

Tipos de forjamento

Forjamento de queda

O forjamento por soltura é um processo usado para moldar metal em formas complexas, deixando cair um martelo pesado com uma matriz em sua face na peça de trabalho.

Processar

A peça é colocada na forja. Então, o impacto de um martelo faz com que o material aquecido, que é muito maleável, se adapte ao formato da matriz e das cavidades da matriz. Normalmente, apenas um dado é necessário para formar a peça completamente. O espaço extra entre as faces da matriz faz com que parte do material seja pressionado para fora das laterais, formando flash . Esta atua como uma válvula de alívio para a pressão extrema produzida pelo fechamento das metades da matriz e é posteriormente cortada da peça acabada.

Equipamento

O equipamento usado no processo de formação de gota é comumente conhecido como martelo elétrico ou de queda. Eles podem ser movidos por ar, hidráulica ou mecânica. Dependendo de como a máquina é acionada, a massa do aríete e a altura de queda, a força de impacto pode ser de 11.000 a 425.000 libras. As ferramentas usadas, matrizes e punções, vêm em muitos formatos e tamanhos diferentes, bem como materiais. Exemplos dessas formas são planos e em forma de V, que são usados ​​para forjamento com matriz aberta, e matrizes de impressão única ou múltipla usadas para forjamento com matriz fechada. Os designs das matrizes têm muitos aspectos que devem ser considerados. Todos eles devem estar devidamente alinhados, devem ser projetados de forma que o metal e o lampejo fluam corretamente e preencham todas as ranhuras, e devem ser feitas considerações especiais para apoiar as almas e nervuras e a localização da linha de partição. Os materiais também devem ser selecionados com cuidado. Alguns fatores que entram na seleção do material são o custo, sua capacidade de endurecimento, sua capacidade de resistir a altas pressões, abrasão a quente, rachaduras por calor e outras coisas semelhantes. Os materiais mais comuns usados ​​para as ferramentas são aço carbono e, em alguns casos, ligas à base de níquel.

Materiais da peça de trabalho

Os materiais mais comumente usados ​​no forjamento por gota são alumínio, cobre, níquel, aço macio, aço inoxidável e magnésio. O aço macio é a melhor escolha e o magnésio geralmente tem um desempenho ruim como material de forjamento.

Veja também

Referências

links externos