Nuevo sistema de forja de álabes de aluminuro de titanio
Aunque el aluminuro de titanio gamma (γ-TiAl) se consideraba adecuado para las aplicaciones aeroespaciales por su baja densidad y gran resistencia en condiciones de alta temperatura, sus aplicaciones eran limitadas debido a las dificultades de mecanizado derivadas de su fragilidad inherente.
Las investigaciones llevadas a cabo hasta la fecha se habían centrado en la utilización de técnicas de aleación para aumentar la ductilidad del material a temperatura ambiente. En cambio, un equipo investigador financiado con fondos europeos propuso una técnica de forja matrizada para la producción de álabes de turbinas de baja presión fabricados con γ-TiAl para los motores turbofán de las aeronaves.
Durante el proceso de forja matrizada, el troquel cubre la pieza, cuyo tamaño es aproximadamente el mismo que el del producto forjado final. La forma de la forja, la cual se incorpora en el troquel como una imagen negativa, viene determinada por el impacto sobre la materia prima a medida que los dos troqueles se acercan entre sí.
Una investigación exhaustiva de los parámetros del proceso en el seno del proyecto Hi-Potential (Highly innovative isothermal forging of gamma TiAl alloy for LPT blades) aportó pruebas fehacientes de la validez de esta propuesta. En primer lugar, se analizaron los parámetros de forjado en el laboratorio y se realizaron ensayos a escala industrial.
Tras el forjado, un tratamiento térmico dotó de la microestructura requerida a los álabes de turbina de baja presión. A fin de evaluar la microestructura después de la deformación y el tratamiento térmico, se utilizaron las propiedades mecánicas y la microscopia electrónica de barrido, lo que sirvió de base para determinar la mejor opción de fabricación para el forjado de álabes.
A diferencia de la mayor parte de los fabricantes más importantes, el equipo del proyecto Hi-Potential está en disposición de introducir la nueva tecnología basada en γ-TiAl para los motorreductores turbofán. Una estrecha cooperación con los fabricantes aeronáuticos fue fundamental para ajustar esta técnica con vistas a su aplicación a los álabes de turbinas de baja presión.
La introducción de álabes forjados utilizando γ-TiAl está llamada a incrementar el rendimiento de los motores aeronáuticos y, por tanto, su eficiencia en el quemado de combustible, a la vez que posibilita una reducción del impacto medioambiental provocado por el tráfico aéreo. La tecnología Hi-Potential también ayudará a la industria europea a abordar los desafíos actuales del mercado aeroespacial.
