Perfiles de superaleación extruidos en caliente para el automovilismo de élite
Un cliente que trabaja en el máximo nivel del automovilismo desarrolló una superaleación de base titanio de nueva generación y necesitaba una solución para conformarla. El requisito iba más allá de las dimensiones, porque el propio proceso debía mejorar las propiedades del material en lugar de limitarse a darle forma. Las tecnologías de conformado convencionales no podían trabajar la aleación, y la sección requerida era un simple redondo, una geometría que rara vez se asocia a la extrusión en caliente. Montanstahl desarrolló un proceso de extrusión en varias etapas con parámetros estrictamente definidos que cumplió las dimensiones requeridas y, al mismo tiempo, ajustó la microestructura de la barra terminada.
La tecnología aeroespacial llega a los circuitos
Unas condiciones de funcionamiento extraordinarias exigen materiales extraordinarios, y el entorno de un motor de competición está cerca del límite de lo que tolera cualquier aleación. Los regímenes alcanzan las 18 000 rpm, las temperaturas de combustión superan los 1000 grados Celsius y los gases que circulan por el sistema son químicamente agresivos. Los componentes tienen que sobrevivir a esa combinación pesando lo menos posible, por lo que las tecnologías desarrolladas para el sector aeroespacial han ido migrando hacia las aplicaciones de automoción y automovilismo de alto rendimiento. El cliente respondió desarrollando su propia superaleación de nueva generación y después buscó un socio capaz de conformarla. Lo que hacía inusual el encargo era la expectativa depositada en el proceso. Dar forma a la barra era necesario pero no suficiente, ya que la operación de conformado debía mejorar además las propiedades ya excepcionales del material, entendiendo el proceso como parte de la metalurgia y no como un paso posterior.
Una ventana de proceso estrecha y una geometría inesperada
Las tecnologías de conformado convencionales no podían aplicarse en absoluto a esta superaleación, porque las propiedades que la hacen valiosa en servicio son las mismas que la hacen resistir la deformación. Las ventanas de proceso disponibles eran extremadamente estrechas y exigían un control preciso, ya que la temperatura y la presión debían mantenerse dentro de un rango en el que el material se deforma sin agrietarse ni perder su estructura. Cualquier desviación durante el conformado habría provocado un fallo, lo que elimina el margen que normalmente se utiliza para absorber la variación entre palanquillas o entre series de producción. La geometría añadía otra particularidad. La extrusión en caliente suele elegirse para perfiles complejos con destalonados y secciones elaboradas, como se describe en nuestra guía sobre la extrusión en caliente de acero y acero inoxidable, mientras que aquí se requería una sencilla sección redonda. La razón de la elección no era la forma, sino lo que le ocurre al material mientras se conforma.
Contexto de aplicación
La respuesta fue un proceso de extrusión en caliente en varias etapas con parámetros definidos con precisión, desarrollado para que cada pasada mantenga el material dentro de su estrecha ventana de conformado. El resultado cumplió las dimensiones especificadas por el cliente y fue más allá, porque la secuencia de deformación se diseñó para afinar la estructura de grano de la aleación, de modo que la barra terminada sale de la línea con propiedades mecánicas superiores a las del material de partida. La tecnología derivada del sector aeroespacial llega a los circuitos de todo el mundo a través de un componente que por fuera parece corriente, lo que recuerda que el progreso suele estar bajo la superficie visible de una pieza. La extrusión en caliente está disponible en todo el grupo Montanstahl en acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones base níquel, titanio y superaleaciones, con capacidad en Suiza, Alemania y en Siderval en Italia, y sin cantidades mínimas, por lo que puede fabricarse incluso una única barra prototipo. Las preguntas sobre aleaciones, límites dimensionales y tolerancias se responden en las Q&A técnicas.