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Cerámicas superplásticas
Ciertas aleaciones metálicas son susceptibles de deformarse, hasta 10 veces sus dimensiones iniciales, sin fracturarse, después de haber conseguido afinar el tamaño de grano hasta dimensiones inferiores a las 5 micras.
Los materiales conformados superplásticamente son más fá ciles de mecanizar y, cuando se obtienen a partir de polvos finos prealeados, muestran unauniformidad química y estructural notables.
Al igual que las aleaciones metálicas, ciertas cerámicas pueden conformarse y forjarse superplásticamente obteniéndose cerámicas estructurales con mejores propiedades mecánicas que las obtenidas por métodos convencionales.
A continuación reseñamos los tipos de ceramicas superplasticas más destacables.
Cerámicas estructurales de forja superplásticaInvestigaciones han demostrado que ciertas piezas cerámicas se pueden forjar superplásticamente obteniéndose productos libres, prácticamente, de defectos, de elevada densidad, con superficies lisas (buenos acabados superficiales), que precisan de un pequeño o ningún mecanizado. Con este procedimiento resulta eliminado cualquier defecto en el proceso de sinterizado mejorándose, en consecuencia, laspropiedades mecánicas, especialmente la fatiga del material. Así pues, en todos los sentidos, las piezas forjadas superplásticamente son mucho más precisas y resistentes que las obtenidas por fusión.
A este respecto cabe señalar que, algunos investigadores han forjado en estado pastoso, en matriz abierta y bajo condiciones superplásticas (1.600°C y 5*10-3 Sg-1 de velocidad de deformación) un lingotecerámico de magnesia (OMg) dopada con N4Si3 (nitruro de silicio), obteniéndose un producto de características comparables a las de las aleaciones metálicas conformadas superplásticamente.
La evaluación preliminar de sus propiedades mecánicas (resistencia mecánica superior a los 65 kg/mm2) ha dado por resultado una superioridad a las de todas las cerámicas de nitruro de silicio conocidas. Algunasaleaciones con finos tamaños de grano e incluso materiales compuestos de matriz metálica pueden deformarse fácilmente si se eligen las temperaturas adecuadas y se controlan las gamas de velocidades de deformación.
Debido al forjado superplástico de ciertas aleaciones se suprimen, conforme se ha señalado, las operaciones finales de mecanizado y acabado (lo que implica menores costes), siendo unproceso ampliamente utilizado para la forja de piezas de superaleaciones a base de Ni y Ti, aplicables a las zonas calientes de las turbinas de gas.
Esta misma técnica parece ser adecuada para la obtención de piezas cerámicas tales como, discos de turbinas de gas, cojinetes, válvulas, herramientas de corte y elementos análogos.
Por ejemplo, se estima que sería más rentable y de superiorescaracterísticas la obtención de la pista de rodadura de un cojinete de calidad, si se parte de un conformado superplástico en caliente que si se produce por el mecanizado con diamante.
En el mismo orden de ideas, se ha desarrollado una «composita» completamente nueva a base de fibra de CSi y matriz de magnesia y aluminatos, material compuesto que cuando se forja superplásticamente tiene una superiorresistencia a las altas temperaturas (por encima de los 1.300 °C), que las compositas obtenidas por los métodos convencionales a base de fibras de CSi
Cerámicas superplásticas con resistencias elevadas
Por otro lado, diversos laboratorios están ensayando con una cerámica superplástica, que puede ser deformada (alargada) a más de dos veces su longitud inicial sin cambio de sus propiedades físicas.
Setrata de una cerámica de circonia (ZrO2) parcialmente estabilizada (PS2), que se obtiene por recocido, en horno, de la ZrO2 con Itrio, el cual le comunica viscosidad a la circonia. Se ha estirado una muestra de 4 cm hasta alcanzar los 8,8 cm de longitud. El material después de la deformación alcanza una dureza superior a la de la cerámica más dura (N4Si3), aproximándose a la del diamante.
Las...