Densificación de piezas de fundición

El prensado isostático en caliente (HIP) para la densificación de piezas de metal se produce mediante la aplicación de presión de gas a una temperatura elevada, para eliminar la porosidad interna mediante la deformación plástica y la unión por difusión.

Beneficios

• El HIP mejora la consistencia del producto, con menos variación en las propiedades mecánicas.
• Típicamente, la resistencia a la tracción y el límite elástico aumentan en un 5% y la ductilidad hasta en un 50%, si bien el grado de mejora de las piezas de fundición depende de un gran número de parámetros, incluyendo la calidad inicial de la colada.
• Las propiedades de resistencia a la fatiga aumentan considerablemente tras el HIP, permitiendo obtener una duración que se puede multiplicar por diez y produciendo propiedades comparables a las de las aleaciones forjadas similares.
• Se mejoran la resistencia al impacto, la dureza y el acabado de la superficie mecanizada.
• La mejora de las propiedades permite que las piezas de fundición puedan considerarse para nuevas aplicaciones y/o permitir rediseñar los componentes existentes para obtener una solución más rentable.
• Se eliminan los defectos de contracción, los vacíos de fluencia y las grietas internas.
• El HIP permite la recuperación de piezas de fundición, que de otro modo serían rechazadas en base a la inspección por rayos X.
• Mediante la eliminación de la porosidad, el HIP suprime los puntos de origen de las grietas provocadas por la fatiga.

Aplicaciones y materiales

Ejemplos de piezas de fundición sometidas a prensado isostático en caliente en grandes volúmenes incluyen, entre otros: componentes estructurales y de sección caliente de turbinas de gas (dinámicas y estáticas); piezas aeroespaciales estructurales y de motor; dispositivos médicos implantables, componentes de motores de automóviles, cuerpos de válvulas y otros equipos de procesamiento petroquímico, piezas críticas de munición y piezas para herramientas, matrices y de ingeniería general.

Semanalmente, una planta de HIP de Bodycote procesa un sinfín de toneladas de titanio, aluminio, acero y de superaleación para fundición. La mayoría de los metales fundidos, como el acero inoxidable y las aleaciones de níquel, cobalto, titanio, cromo, aluminio, cobre y hierro, se puede someter a prensado isostático en caliente. Puede resultar poco seguro para algunos materiales debido a riesgos de seguridad o de contaminación cruzada (por ejemplo, plomo y cadmio).

Detalles del proceso

Durante el proceso de HIP, las piezas de fundición se someten a una presión y temperatura elevadas durante un período de tiempo prescripto. Esto permite que el material que las rodea fluya hacia los poros internos y que la difusión elimine los vacíos. La presión se aplica mediante un gas inerte de alta pureza, para que la composición no se vea afectada. Bodycote trabaja en estrecha colaboración con los clientes para cumplir sus especificaciones y determinar los parámetros óptimos de procesamiento.