Para producir una pieza forjada de calidad y a costos competitivos es necesario que todos los pasos que involucra la producción de piezas forjadas (corte, calentamiento de los tochos, forjado, rebabado, etc.), se hagan utilizando las mejores prácticas. Y esto, no siempre sucede así. Si nos centramos en el proceso de forjado, que requiere del uso de una máquina principal (martillo; prensa de tornillo; prensa mecánica), que proporciona la energía para deformar el material, en combinación con una matriz cerrada (dividida en dos partes: inferior y superior), que posee la cavidad, tanto para recibir el material como para darle forma, el precalentamiento de estas matrices ocupa un rol importante puesto que, de no hacerlo convenientemente, se corre el riesgo de fracturar la matriz, o reblandecerla. Ello supondría disminuir la duración de un componente vital en los procesos de forja, el cual tiene una incidencia de al menos un 10% en los costos [1]. El material normalmente más usado para la fabricación de estas matrices es el acero denominado SAE H13 [2]. Para el forjado de pie- zas de acero requiere una temperatura de precalentamiento que, en su super cie, debiera encontrarse en el rango de los 200 a 300 °C [3, 4, 5], asegurando una vida útil adecuada así como un buen desempeño del lubricante y de la uidez del material que está siendo forjado. Los métodos de precalentamiento que usan los forjadores suelen ser la utilización de material caliente simplemente apoyado sobre la matriz o el empleo de quemadores de gas [2]. Está claro que, en el primer caso, es prácticamente imposible saber qué temperatura super cial se alcanza y, por lo que hemos observado visitando distintas forjas argentinas que usan quemadores, la mayoría de ellas tampoco lo saben puesto que calientan por tiempo y sin llevar un control de la temperatura. Las formas de medirla consisten en usar instrumentos económicos, como los pirómetros, o so sticados, como las cámaras termográ cas [6, 7]. Una información más difícil de establecer aún es el grado de homogeneidad de la distribución de temperatura en el volumen de la matriz, dado que tampoco sirve calentar rápido para obtener el valor esperado en la super cie y que la base se encuentre a la temperatura ambiente, porque en ese caso también la matriz se podría fracturar. Por último, dado que el proceso de precalentamiento es parte de la preparación del trabajo, y que mientras se hace la línea de forja no produce, sería importante de nir un método que no sólo permitiera alcanzar las temperaturas requeridas de la forma más homogénea posible sino, también, lograrlas en el menor tiempo. En consecuencia, y dados los mínimos antecedentes existentes [7], con este trabajo nos proponemos realizar propuestas sobre como debiera ser una buena práctica de precalentamiento de matrices de forja usando quemadores de gas, a partir de un método que combina el trabajo experimental, con la simulación por elementos nitos. Metodología experimental Para efectuar las mediciones experimentales se utilizaron un inserto de forja fuera de servicio, dos insertos sin uso, un portainsertos y un quemador rectangular de gas, todos ellos proporcionados por la forja Dino Mattioli. Adicionalmente, una cámara termográ ca Flir E60, siete termocuplas tipo K y un multímetro digital Fluke. Figura 1: Distribución de las termocuplas en el inserto fuera de servicio. El proceso llevado adelante fue el siguiente: 1) Sobre el inserto (250 x 125 x 65 mm) fuera de servicio se realiza- ron 7 ori cios de 4,75 mm de diámetro, distribuidos en el volumen según lo indicado en la gura siguiente. En estos agujeros se alo- jarían las termocuplas correspondientes, durante las pruebas de calentamiento. 2) Calibración de las termocuplas. 3) En la forja, y sobre una mesa metálica para no interrumpir la pro- ducción, se realizó el montaje del inserto con las 7 termocuplas, en el centro del portainserto y ladeado por ambos costados, con otros dos insertos sin uso. La termocupla identi cada como N°1 se situó a 1 mm por debajo de la super cie de la matriz y, la N°3, a 1 mm por encima de la base. De este modo los valores termográ cos serían comparados con los de la termocupla N°1 y el gradiente de tempe- ratura se evaluará con los valores de las termocuplas N°1 y N°3. 4) Seguidamente se precalentó con un quemador de gas durante una hora. Cada 5 minutos se efectuaron las mediciones termográ cas super ciales y también con el multímetro en cada una de las 7 ter- mocuplas. Se registraron los valores obtenidos. Simulación computacional La simulación numérica del proceso de precalentamiento fue reali- zada mediante el software Simufact.Forming V11.0 [8], empleando el módulo de calentamiento. Las actividades efectuadas fueron: 1) Simular el proceso reproduciendo lo realizado en forma experimental para ajustar la simulación a los valores prácticos. 2) Simular el proceso de precalentamiento, con el montaje del por- tainserto, los tres portainsertos y el quemador de gas (usando la geometría original) sobre un bloque de fundición representativo de la mesa de la prensa para analizar cómo hubiera afectado la disipación térmica. 3) Ídem anterior pero con un quemador con un tubo adicional a n de mejorar la e ciencia del calentamiento y reduciendo el tiempo del proceso. 4) Presentar una fórmula polinómica, válida para el caso inicial, que entrega el tiempo de precalentamiento en función de una tempera- tura super cial deseada. FORJADO >>15