Forja de titanio
Fuente: https://alloysintl.com/titanium-applications/titanium-forging/ (revisado)
La gran demanda del metal se debe principalmente a la notable relación resistencia-densidad de las aleaciones de titanio forjado y a las importantes propiedades anticorrosivas del metal. Estas características dan como resultado un material duradero y confiable que puede funcionar bien en tierra, en el aire e incluso bajo el mar, todo lo cual ilustra la versatilidad de las aleaciones de titanio.
El Proceso de Forja de Titanio, incluye:
Forjado con matriz abierta: el material de titanio en blanco se deforma y se presiona para darle forma en la cavidad entre dos moldes. Estos moldes no encapsulan completamente el material, sino que proporcionan un espacio estrecho a través del cual puede fluir el exceso de material. Cuando está en la cavidad, el titanio se estampa repetidamente hasta lograr la forma deseada.
Forja con matriz cerrada: también conocida como forja con matriz por impresión, este método utiliza compresión bajo alta presión para dar forma a una pieza en bruto de titanio calentada. La pieza en bruto está cubierta total o parcialmente por los troqueles, que se mueven uno hacia el otro de arriba a abajo para lograr la forma requerida.
Forjado libre: los pedidos pequeños y/o simples se pueden lograr con forjado libre, un método de forjado de titanio que se realiza entre dos matrices planas sin una cavidad interior. Es un método relativamente económico y flexible, pero debido a los altos requisitos de mano de obra, no es la forma más común de forjar grandes cantidades de metal titanio.
Forja isotérmica: proceso mediante el cual el material de partida y la matriz se calientan a una temperatura igual y altamente controlada para lograr altas tasas de deformación con una presión mínima.
Otros tipos de forjado de aleaciones de titanio, como el forjado con matriz multidireccional, el forjado con matriz de extrusión, el forjado con matriz parcial y el forjado de anillos laminados, se basan en alineaciones igualmente únicas de calor, presión y matriz utilizadas para lograr las formas deseadas.
Ventajas de los productos de forja.
Alta resistencia
Resistencia a la corrosión
Resistencia al calor
Biocompatibilidad
Soldabilidad
Además, dependiendo de los requisitos específicos de la aplicación. Cuando busque empresas de forja de titanio, diferentes grados de aleaciones de titanio que se utilizan en el proceso de forja, asegúrese de que la empresa con la que está interesado en trabajar pueda forjar titanio según las especificaciones que necesita.
Algunos de los grados más comunes incluyen:
Gr5: Ti6al-4v: una de las aleaciones de titanio más utilizadas en la forja, el titanio 6-4 es particularmente popular en componentes aeroespaciales.
Ti6-2-4-2 (UNS R54620): apreciado por su excelente resistencia a la fluencia y resistencia a temperaturas elevadas, el titanio 6-2-4-2 se utiliza en componentes donde hay mucho calor y tensión.
Ti6-2-4-6 (UNS R56260): similar al titanio 6-2-4-2, pero con tenacidad y ductilidad mejoradas.
Gr9 (Ti 3-2.5) UNS R56320: Conocida por su excepcional soldabilidad y resistencia a la corrosión, la aleación 3-2.5 se utiliza a menudo en la industria médica para implantes.
Efectos de la temperatura de forja
¿Se puede forjar una aleación de titanio a cualquier temperatura? Técnicamente, sí; sin embargo, la temperatura utilizada debe ser la correcta para el proceso y la pieza.
La forja en caliente es más común que la forja en frío, aunque esta última puede ser más barata y más respetuosa con el medio ambiente. En particular, las temperaturas más bajas (por debajo de 1650 grados Fahrenheit) solo son adecuadas para el titanio sin alear, mientras que las temperaturas más altas son un requisito para el titanio aleado.
No es sólo la temperatura del titanio lo que es esencial durante la forja. También se debe controlar la temperatura de los troqueles, ya que una pérdida excesiva de calor o variaciones de calor provocarán piezas defectuosas.
La importancia de la temperatura en el proceso de forja del titanio está relacionada principalmente con los elementos estructurales del metal a distintos niveles de calor. Al forjar con los niveles correctos de calor del material de partida y de las matrices, el forjador puede crear un producto final más robusto y confiable, uno que sea estructuralmente adecuado para el trabajo en cuestión.
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