Investigadores de la Universidad Pública de Navarra han demostrado que el uso de material nanoestructurado ofrece ventajas en el proceso de forja de componentes mecánicos. Con esta tecnología mejoran las propiedades de las piezas, el control de la temperatura durante el proceso y se gasta menos energía.
El ingeniero industrial Daniel Salcedo y otros investigadores de la Universidad Pública de Navarra han investigado el proceso de forja de componentes mecánicos obtenidos a partir de material nanoestructurado.
En concreto, han podido fabricar matrices para forjar una serie de elementos mecánicos como álabes (cada una de las paletas curvas de la turbina que reciben el impulso del fluido) y engranajes. “Estos componentes funcionales nanoestructurados se han fabricado libres de fallos, lo que no había sido desarrollado con anterioridad”, señala Salcedo.
El trabajo se ha centrado en la forja isoterma, que utiliza temperaturas superiores a las de la forja convencional. Según el ingeniero, “entre las ventajas observadas cabe señalar el mejor control de la temperatura durante el proceso, las mejores propiedades mecánicas de las piezas forjadas y el menor gasto energético, ya que la preformas han de ser calentadas a menor temperatura”.
Forja isoterma vs convencional
También se ha realizado un estudio comparativo con el proceso de forja convencional, con el fin de poder obtener elementos mecánicos con estructura submicrométrica y/o nanométrica. “En cada componente fabricado se han determinado las condiciones óptimas de forja (temperatura, tratamientos térmicos) mediante el análisis de la microdureza y microestructura”, explica Salcedo.
Su investigación permitió comprobar cómo la microdureza de los componentes mecánicos forjados a partir de material predeformado “es muy superior a los fabricados con material recocido, llegando a conseguirse incrementos de dureza de entre un 50% y un 70% en los diferentes componentes mecánicos fabricados, frente al material de partida en estado recocido”.
En ese sentido, también se ha confirmado la mejora en la forjabilidad y en las propiedades mecánicas de los componentes fabricados en los casos en que se ha utilizado forja isoterma frente a la convencional. Aunque la investigación es fruto de una tesis doctoral, se han publicado los resultados en las revistas Advances in Materials Science and Engineering y Procedia CIRP.
Referencias bibliográficas:
D. Salcedo, C. Luis, I. Puertas, J. León, J. P. Fuertes, R. Luri. 2013. "Analysis on the Manufacturing of an AA5083 Straight Blade Previously ECAE Processed". Advances in Materials Science and Engineering, Volume 2013 (2013). http://dx.doi.org/10.1155/2013/673247 http://www.hindawi.com/journals/amse/2013/673247/
I. Puertas, C.J. Luis-Pérez, D. Salcedo, J. León, R. Luri, J.P. Fuertes. 2013. "Isothermal Upset Forging of AA5083 after Severe Plastic Deformation by ECAE". Procedia CIRP, 12: 288–293. http://dx.doi.org/10.1016/j.procir.2013.09.050 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827113006914
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