PUBLIRREPORTAJE

Densificación de componentes críticos para la mejora de propiedades microestructurales

Hiperbaric30/06/2021

Las técnicas de fabricación más utilizadas en la elaboración de componentes sometidos a elevados esfuerzos tensionales pueden generar defectos y porosidad a nivel microestructural, comprometiendo el comportamiento mecánico de la pieza. La tecnología HIP densifica dichos elementos eliminando los defectos y mejorando sus propiedades.

Fundición, moldeado por inyección, pulvimetalurgia, fabricación aditiva, … Estas técnicas de uso habitual en la fabricación de elementos críticos para sectores punteros (aeroespacial, médico, automoción, …) y tradicionales (herramientas, joyería, defensa, …), necesitan que las piezas resultantes de su proceso productivo tengan una calidad estructural garantizada y, lo consiguen mediante el uso combinado con la tecnología HIP.

¿En qué consiste la tecnología HIP?

El prensado isostático en caliente o HIP (del inglés, Hot Isostatic Pressing) es un proceso de fabricación utilizado para densificar aleaciones metálicas y piezas cerámicas aplicando altos niveles de presión (hasta 2.000 bar / 200 Mpa) y temperatura (hasta 1.400 °C), en una atmósfera inerte. La combinación de ambos parámetros deriva en densidades teóricas máximas del 100 % y contribuye a la reparación de los defectos internos propios de la fabricación.

Gracias a la densificación de la estructura, el material desarrolla mejores propiedades mecánicas como vida a fatiga, resiliencia o ductilidad. Además, éstas y el resto de propiedades mecánicas presentan menor variabilidad y mejor consistencia, lo que revierte en una mayor fiabilidad de la pieza final.

HIP es adecuado para mejorar las propiedades de componentes críticos producidos a partir de aleaciones habituales y también nuevos materiales, como aleaciones de aluminio, aleaciones de cromo-cobalto, cobre y magnesio o aceros cementados con carburo de tungsteno, entre otros. También juega un papel muy importante en el aumento de la unión de diferentes materiales y recubrimientos.

En el caso concreto de la fabricación aditiva, la tecnología HIP hace posible el desarrollo de componentes metálicos mejorados, gracias a la optimización de sus diseños, a la implantación de procesos más eficientes y al uso de materiales complejos con interesantes propiedades.

A nivel de procesos y recursos, las dos principales ventajas del uso combinado con esta tecnología son:

La reducción de los requerimientos de control de calidad, ya que permite la implementación de control estadístico por ensayos no destructivos (NDT), reduciendo el número de unidades que necesitan ser testadas.
El ahorro de costes por reducción de consumos de material, retirada de componentes defectuosos y controles de calidad.

La tecnología HIP de Hiperbaric

Los equipos HIP de Hiperbaric están equipados con una vasija bobinada (tecnología wire winding), cuya tecnología está avalada por los más de 20 años de experiencia que tiene la compañía en el campo de las altas presiones. Se caracterizan por ser compactos, versátiles y eficientes y no comprometer la seguridad, ni el rendimiento gracias a un diseño basado en los principios de eficiencia.

Todos los equipos de Hiperbaric disponen de tecnología de enfriamiento rápido o Fast Cooling, que implementa una serie de mejoras técnicas en la construcción de recipientes HIP y en el diseño del horno inteligente, para extraer calor del lote de componentes tratados térmicamente, de forma rápida y uniforme. Las ventajas son claras, los ciclos más rápidos permiten una mayor productividad y menores costes. Además, las velocidades de enfriamiento que logra esta tecnología son capaces de mejorar las propiedades del material gracias a:

La reducción del crecimiento de grano al minimizar el tiempo a alta temperatura.
La posibilidad de retener elementos de solución sólida en algunos sistemas de aleación, lo que permite que el tratamiento térmico de solubilización y HIP sean combinables.
Otras especificaciones de tratamiento térmico donde el material debe someterse a una cierta velocidad de enfriamiento.

Centro de Innovación HIP

Hiperbaric ha inaugurado recientemente en sus instalaciones de Burgos (España) el Centro de Innovación HIP, donde empresas de todo el mundo pueden asesorarse y testar sus componentes para validar los procesos de Prensado Isostático en Caliente. Se trata del primer centro en funcionamiento en España de estas características.

Cuenta actualmente con una prensa 38 HIP que procesa componentes metálicos o cerámicos a 2.000 bar y 1400 °C, con gas argón. Está equipada con un horno de molibdeno de Ø380 mm x 1.200 mm (Ø14.5 pulgadas x 47 pulgadas) y la tecnología Fast Cooling.

Un amplio equipo de ingenieros industriales, expertos en materiales y en la caracterización mecánica de piezas y conjuntos estructurales complejos, completan los recursos que esta entidad pone a disposición de sus clientes.

Más información disponible en su página web https://www.hiperbaric.com/es/tecnologia-hip/