Forjado isotérmico

El forjado isotérmico es un tipo especial de forja en la cual la temperatura de los troqueles es significativamente superior a la utilizada en procesos de forja convencional.

Recalcado

A diferencia de los procesos anteriores que se realizan en caliente, este además puede realizarse en frío. Consiste en la concentración o acumulación de material en una zona determinada y limitada de una pieza (normalmente en forma de barra). Por tanto, una consecuencia directa de este proceso es que disminuye la longitud de la barra inicial y aumenta la sección transversal de ésta en la zona recalcada. Si el proceso se realiza en frío y en los extremos de las piezas se denomina encabezado en frío.

Aplicaciones

La forja tiene multitud de aplicaciones en distintos campos, como lo son bielas, cigüeñales, ejes, rejas, barandillas, cabezas de tornillos y pernos, remaches, clavos, etc.

Fórmulas

Fuerza necesaria para realizar la forja:

donde si se trata de forja con estampa A es el área proyectada de la pieza incluyendo la rebaba y K_f (factor de forma) se obtiene de tablas. En forja libre A es el área de contacto entre la matriz y la pieza y K_f se obtiene de:

donde

es el coeficiente de rozamiento entre el material y la prensa, y D y h son el diámetro (o longitud de contacto) y la altura de la pieza en el instante calculado.

Cálculo del esfuerzo de fluencia:

donde K es el coeficiente de resistencia del material y n es el coeficiente de endurecimiento por acritud.

Cálculo de la deformación:

El origen del término «Damasco»

Los orígenes del nombre asignado a este tipo de aceros permanece hoy día en controversia. Sin embargo parece seguro que la palabra hace referencia a las espadas elaboradas antaño en Damasco, a pesar de ello existen diferentes fuentes igualmente probables para detallar el nombre. Una procede del trabajo de un herrero armero: el autor al-Bīrūnī ya hace referencia a la elaboración de espadas por el uso de la palabra árabe Damasqui. Otro autor, al-Kindi, hace referencia a las espadas elaboradas en Damasco como «damascenas». Esta palabra se emplea como un epíteto en varias leyendas del este de Europa (Sabya Damaskinya o Sablja Dimiskija significa «espada damascena») de lo que podría indicar que procedía de las leyendas búlgaras y serbias del Príncipe Marko, una figura histórica de finales del siglo XIV en lo que hoy es la República de Macedonia.

HISTORIA DEL ACERO DE DAMASCO

El mundo de la fundición empezó a caminar y el hombre ideó moldes con los que obtener reproducciones de los objetos que creaba. La técnica de la fundición fue avanzando a medida que el ingenio del fundidor ideaba nuevos procedimientos para fundir objetos nuevos. Así les llegó el turno a los cuchillos y espadas. Llegado este momento, el fundidor disponía de moldes de piedra que el mismo talla, valiéndose de cinceles de otras piedras más duras o de escoplos de bronce fundidos anteriormente en arena. Disponiendo ya de fundidor de moldes de piedra bivalbos y crisoles de barro cocido, nace la "espada de bronce" en su estado primitivo, pensada por le hombre como arma no arrojadiza para pelear a muy corta distancia: cuerpo a cuerpo. Estas nuevas espadas, son más bien cortas, pero más tarde, animados ya por el dominio de la materia, se atrevieron los fundidores a aumentar la longitud de las hojas de las espadas ya que el espadero pretendía prolongando la hoja distanciar al adversario.

El hombre va manejando el oficio e irá descubriendo, por medio de su trabajo, tanto las mezclas ideales para la dureza de la hoja de la espada, como los rebatidos en frío necesarios a los filos. La fundición en bronce de la espada entera no se realizará hasta pasados unos siglos. En sus comienzos la hoja y la empuñadura de la espada se fundían por separado para unirlas después por remachado o claveteado.

Cuchillo Aguila Muela fabricado con acero de Damasco

La descripción más antigua de las espadas de Damasco data del año 540 de nuestra era, pero pueden haber estado en uso mucho antes, incluso en la época de Alejandro Magno (ca. 323 A. C.). El propio acero estaba hecho en la India, en donde se denominaba wootz. Pero fue en época de Domiciano cuando el acero se instaló en Damasco (capital de Siria), junto con un gran número de importantes espaderos que ayudaron a hacer de la ciudad un centro comercial importante. Esa importancia de Damasco provocó la creación de un procedimiento de obtención de acero duro y no quebradizo que tubo su origen en la India Septentrional. El cual, alcanzó una gran importancia y reconocimiento en Damasco llegando a nombrarse "acero damasquino" o "acero adamascado", dándole estos nombres al acero tratado de igual forma a este.

Siempre hubo relación entre los espaderos toledanos y los de Damasco. Pero eran momentos de necesidad de hallar una mejora de la calidad de las espadas, así que los espaderos toledanos investigaron la composición del acero damasquino, sus superficies veteadas con preciosas irisaciones formadas por toda la gamma de grises y su facultad de fuerte sin quebrarse ni doblarse. Estas cualidades del acero servirían de punto de partida para la forja de la hoja de la espada toledana con "alma de hierro".

Al investigar las cualidades del acero damasquino descubrieron que el adorno veteado de las hojas de las espadas era la base de su calidad, todo se debía a la mezcla, durante la forja, de materiales de diferente carbonado, generalmente el hierro y el acero. Pero las materias que componían las hojas de las espadas tenían diversos materiales; carbono, silicio, azufre, fósforo, magnesio, níquel y cromo. Pero lo importante para los forjadores toledanos era la calidad de la dureza y flexibilidad de las espadas, y eso se conseguía con la unión por la forja del hierro y el acero.

El acero damasquino se conseguía por la unión de trozos de hierro y acero, mediante el proceso de soldadura llamado "a la calda". El modo más común de esa unión del acero damasquino era el enroscar diversas varillas de acero y hierro, forjando ese manojo y uniendo las varillas en una sola pieza consiguiendo una barra sólida, de la que, después, forjarían la hoja de espada o puñal.

Proceso de forja del acero de Damasco con el que se fabrican los mejores cuchillos españoles.

La mezcla del acero damasquino para dar fortaleza y flexibilidad al arma ya estaba conseguido, pero también tenía algún fallo, la posibilidad de que algún punto de sus filos estuviera compuesto por una veta de hierro. La habilidad de los espaderos toledanos mejoró el invento, idearon la espada con "alma de hierro", que partía del mismo principio de mezclar hierro y acero, pero garantizando que los filos de sus espadas estuvieran siempre cubiertos de acero, aunque el resultado final no tuviese esas irisaciones en las hojas.

El "alma de hierro" consistía en una espada de acero duro que escondía en su interior una lámina de hierro dulce, impidiendo que la hoja se quebrara por mucho que ésta golpease o doblase. Porque el hierro y el acero poseen a una temperatura determinada un alto grado de soldabilidad, siendo el punto propicio para ejecutar las uniones en las espadas llamadas de alma de hierro.

Recordemos que al río Tajo se le han atribuido propiedades casi milagrosas que dan calidad a las espadas toledanas. Se ha hablado mucho de la magnificencia de sus aguas para templar, aún no comprobado. Pero se ha hablado poco de las arenas del Tajo, y es en ellas donde se cree que estaba la clave de esa calidad. De esta forma se forjaban y templaban en Toledo las mejores espadas del mundo durante los siglos XVI y XVII.

Cuchillos Muela con el puño de cuerno de ciervo y la hoja de acero de Damasco.

Estas espadas toledanas fueron exportadas a todas partes. Pero lo que mayor interés despertaba en aquel mercado internacional de caballeros de capa y espada, era una buena hoja toledana que llevara bien visible su marca. Por esta razón fue grande el número de espaderos europeos que adquirían las hojas de Toledo para adaptarlas a sus guarniciones, o que enviaban aquí sus cazoletas y gavilanes para que fueran montadas con hojas toledanas. En Toledo eran muchos los espaderos que tenían punzón con el que marcaban su producción respondiendo con ello de la calidad de su obra, y muchas veces, además de punzonar con su marca, grababan su nombre en las hojas prestigiando con ello a la espada y a su poseedor

Manufactura

Las espadas originales de acero de Damasco se elaboraron en las vecindades de Damasco, Siria, en el periodo que va desde el año 900 hasta 1750. El acero de Damasco era una especie de aleación que tenía al mismo tiempo las cualidades de dureza y flexibilidad, una combinación que lo convertían en un material especial para la construcción de buenas espadas. Se cuenta que las primeras espadas damasquinadas se encontraron por los europeos durante las Cruzadas, en este momento se ganaron su reputación de poder cortar un pedazo de seda en el aire, y de poder cortar una roca sin llegar a perder su filo.

Los herreros de la India y Sri Lanka quizás en el 100 a. C. desarrollaron una técnica conocida como acero wootz que elaboraba un acero con muy alto contenido de carbono, en una pureza y resistencia desconocida en la época.¹​ Se añadía vidrio durante el fundido del hierro y se calentaba con carbón vegetal. El cristal actuaba como un agente que hacía fluir las impurezas de la mezcla permitiendo que afloraran a la superficie durante el enfriamiento. Miles de acerías se encontraron en el área de Samanalawewa en Sri Lanka que elaboraban acero al carbón hasta comienzos del año 300.²​ Estos hornos de las acerías se ubicaban de tal forma que los vientos procedentes del oeste: los Monzones provocaban la succión necesaria para poder soplar y calentar el horno. Los sitios de elaboración del acero de Sri Lanka se han datado mediante Carbono 14 en el año 300. La técnica creada aquí se fue propagando lentamente a lo largo del mundo hasta llegar a Turkmenistán y a Uzbekistán a lo largo del 900, y al Oriente Medio sobre el 1000.

Este proceso de elaboración del acero se refinó en el Oriente Medio, elaborando sus propios aceros, o trabajando los aceros wootz adquiridos en la India. El proceso exacto es desconocido hoy en día, pero se sabe que en la manufactura los carburos llegaban a precipitar en forma de micro partículas ordenadas en capas o bandas en el cuerpo de la hoja. Los carburos, que son más duros, permiten dar esta característica mixta de dureza y flexibilidad, ideal para las espadas.

Pérdida de la técnica

La técnica se perdió hace unos siglos y ha vuelto a ser descubierta por varias universidades, de Estados Unidos y la Universidad Complutense de Madrid. Los profesores A.J. Criado y J.A. Martínez,³​ en una investigación de varios años, dieron con el secreto de las famosas espadas de acero de Damasco, llegando a fabricar varios ejemplares.

En la actualidad existe una patente para la forja de este tipo de acero de ultraalto contenido en carbono (acero de Damasco) propiedad de la Universidad Complutense, que puede ser consultada en la página Web de dicha universidad.

• Acero de crisol

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