Conformado superplastico.

2009

Conformado
superplástico (SPF)
Aproximación a tecnologías emergentes
Algunas aleaciones son capaces de experimentar un comportamiento
superplástico dentro de un cierto rango de temperaturas y velocidades de
deformación. La superplasticidad se refiere a la capacidad del material de
desarrollar grandes deformaciones permanentes sin romperse. Esto permite
fabricar piezas de formascomplejas a través de un proceso continuo de
deformación. En esta aproximación a las tecnologías emergentes se abordarán
conceptos teóricos, aplicaciones, ventajas y desventajas relacionados con este
proceso de conformado.

OTEA
AIMME
01/09/2009

Conformado superplástico (SPF)
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Aproximación al conformado superplástico (SPF)
1. Introducción
Muchos procesos industriales deconformado, como la laminación o la extrusión producen
grandes deformaciones plásticas y, en ocasiones, pueden formar granos submicrométricos
(100 nm a 1 µm). Sin embargo, mediante estas técnicas de deformación o conformado, una o
).
más dimensiones del material se reducen de tal forma que, si se requieren acumular grandes
deformaciones, lo que se obtiene son láminas muy delgadas (laminación)o filamentos
(extrusión) que tienen poca utilidad práctica, si se piensa en aplicaciones de tipo estructural.
sión)
Sin embargo, existen métodos de deformación intensa en que el material sufre cambios
mínimos en sus dimensiones, por lo que no hay un límite geométrico definido a l deformación
la
que se puede alcanzar, suponiendo que el material tenga la suficiente ductilidad.
El términosuperplasticidad introducido en metalurgia por Bochvar y Sviderskaya, en 1945, es
la propiedad que posee un material policristalino de experimentar (sin elevados esfuerzos
aplicados) grandes alargamientos, de manera isotrópica, sin fractura, cuando está sometido a
alargamientos,
esfuerzos de tracción mecánica (Ver figura 1).

Figura 1. Plasticidad de una aleación AlZnMgCu a varias temperaturasde trabajo y velocidades de deformación
velocidades
-4 -1
7.5x10 s [A. Smolej, E. Slacek, R. Turk, 2002]

Aunque no existe un límite de alargamiento que delimite el comportamiento superplástico del
que no lo es, los alargamientos máximos a fractura que se obtienen con materiales
superplásticos varían desde varios cientos a varios miles por ciento. En aleaciones metálicas
os
superplásticasse han reportado deformaciones de hasta un 8000 % en aleaciones de bronce,
aluminio y otros materiales.
En la literatura se reconocen tres tipos de superplasticidad, la superplasticidad de
cidad,
transformaciones, que se exhibe en materiales policristalinos que experimentan cambios
dimensionales anisotrópicos frente a la aplicación de cambios físicos determinados. En
segundo lugar, lasuperplasticidad microestructural o grano fino, que es aquella que se exhibe
en materiales policristalinos metálicos, intermetálicos o cerámicos, cuyo tamaño de grano no
supera los 10 µm, cuando son sometidos a bajas velocidades de deformación y temperaturas
m,
absolutas del orden de, o mayor, que la mitad de la temperatura de fusión, sin llegar a ésta. En
mayor,
tercer lugar la superplasticidadpor esfuerzos internos.
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Es la gran ductilidad lo que interesó a muchos investigadores y que definieron como el
beneficio potencial de la superplasticidad en el área del conformado de metales y condujo al
desarrollo de la técnica deconformado superplástico (
(Superplastic Forming, SPF) como medio
,
para conformar materiales superplásticos de clase única. La técnica de SPF se considera como
un proceso de conformado de formas casi acabadas (
(near-net shape) que requiere de una sola
)
matriz superficial, en lugar de los pares de matrices que se utilizan normalmente en las
operaciones de conformado de chapa metálica. Una...