Procesos De Fusion y Colada De Titanio

Procesos de fusión y colada del titanio y sus aleaciones aleaciones.

Enero 2009

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Procesos de fusión y colada del titanio y sus aleaciones

Índice

1. Introducción 2. Tecnologías de fusión y la colada 2.1. Fusión por inducción en vacío (vacuum induction melting, VIM) 2.2. Refusión por electroescoria (electroslag remelting,ESR) 2.3. Refusión por arco en vacío (vacuum arc remelting, VAR) 2.4. Fusión por haz de electrones (electron beam melting, EBM) 2.5. Fusión en autocrisol por inducción (induction skull melting) 2.6. Fusión por microondas (microwave melting) 2.7. Fusión por plasma 2.8. Fundición en aire con contragravedad y baja presión (CLA) 3. Materiales de moldes y sistemas 3.1. Moldes de Grafito 3.2. Moldes deArena 3.3. Moldes Invertido 3.4. Moldes Revestidos 3.5. Moldes Segmentados 4. Conclusiones 5. Bibliografía

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Procesos de fusión y coladadel titanio y sus aleaciones

1. INTRODUCCIÓN Debido a la alta reactividad de las aleaciones de titanio a elevadas temperaturas, la tecnología para su explotación, fusión y procesamiento es bastante compleja. La recuperación de materiales en la fabricación de componentes, por procesos termomecánicos convencionales, es del orden de 10 a 20 por ciento. Desde el metal líquido, la fundiciónproporciona la ruta más corta hacia la obtención de una forma final y asegura un mejor uso del material a costos efectivos. Una fundición compleja, puede sustituir a un montaje de múltiples piezas o una soldadura, a menudo con una mejora sustancial tanto en calidad como en apariencia y a un costo mucho menor. Sin embargo, en la actualidad, la fundición constituye sólo el 1% del total de productos detitanio. Los problemas en la fusión y la fundición de las aleaciones de titanio se derivan de su gran reactividad química con el crisol, el material del molde y su afinidad por los gases atmosféricos. El proceso de fusión no sólo es responsable del consumo de energía y la rentabilidad de la producción de piezas fundidas (Fig. 1), también es fundamental en el control de calidad, composición ypropiedades físicas y químicas del producto final.

Figura 1. Los costos de energía en el proceso de fundición de metales La práctica actual de fabricación de moldes incluye moldes de grafito apisonado y moldes invertidos con recubrimientos de metal refractario. Los componentes fundidos hasta 700 kg se fabrican en moldes de grafito apisonado para las industrias de transformación química y los moldesinvertidos con un peso de hasta 30 kg se fabrican para aplicaciones críticas en la industria aeroespacial y biomédica. El costo de piezas fabricadas con moldes invertidos es de 200 a 300 dólares por kg, mientras que el de las piezas fundidas en grafito es de 50-150 dólares por kg. Recientemente, se han utilizado moldes de arena zirconio con muy buenos resultados para la fundición de pequeñaspiezas de titanio. 2. TECNOLOGÍAS DE FUSIÓN Y LA COLADA En los últimos cincuenta años se han utilizado varios métodos de fusión para el titanio aunque prosiguen los esfuerzos para el desarrollo de otros métodos para lograr un mejor control sobre la fusión y una mayor utilización de chatarra. En la actualidad, a nivel mundial, se están experimentando varias tecnologías de fusión innovadoras, cada unacon sus ventajas y barreras que mantienen una amplia aplicabilidad comercial. A continuación se describen las tecnologías actuales y las innovadoras utilizadas en la fusión y colada del titanio.

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