ES2645916T3 - Mejora de la operabilidad en caliente de aleaciones metálicas a través de un recubrimiento superficial - Google Patents

Abstract

Un método de procesamiento de una pieza de trabajo de aleación que comprende: disponer un tejido de vidrio directamente sobre al menos una parte de una superficie de una pieza de trabajo de aleación; depositar partículas de vidrio sobre al menos una parte del tejido de vidrio; calentar el tejido de vidrio y las partículas de vidrio para formar un recubrimiento superficial de vidrio fundido sobre la pieza de trabajo de aleación; y trabajar en caliente la pieza de trabajo de aleación con al menos uno de un troquel y un rodillo, en donde el troquel o el rodillo entran en contacto con el recubrimiento superficial de vidrio fundido sobre la pieza de trabajo de aleación.

Description

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DESCRIPCION

Mejora de la operabilidad en caliente de aleaciones metalicas a traves de un recubrimiento superficial Campo tecnico

La presente divulgacion esta dirigida a lingotes de aleacion y otras piezas de trabajo de aleacion, metodos para procesar las mismas y, en particular, metodos para mejorar la operabilidad en caliente de lingotes de aleacion y otras piezas de trabajo de aleacion mediando la proporcion de un recubrimiento superficial sobre las mismas.

Antecedentes

Diversas aleaciones pueden caracterizarse por ser "sensibles al craqueo". Los lingotes y otras piezas de trabajo compuestas de aleaciones sensibles al craqueo pueden formar fisuras a lo largo de sus superficies y/o bordes durante operaciones de trabajo en caliente. La formacion de artlculos a partir de aleaciones sensibles al craqueo puede ser problematico porque, por ejemplo, las fisuras formadas durante el forjado u otras operaciones de trabajo en caliente pueden necesitar lijado o de otro modo retirarse, aumentando el tiempo de produccion y gastos, y reduciendo el rendimiento.

Durante ciertas operaciones de trabajo en caliente, tales como forjado y extrusion, los troqueles aplican una fuerza a una pieza de trabajo de aleacion para deformar la pieza de trabajo. La interaction entre las superficies del troquel y las superficies de la pieza de trabajo de aleacion pueden implicar una transmision termica, friction y desgaste. Una tecnica convencional para reducir el craqueo superficial y de los bordes durante el trabajo en caliente es encerrar la pieza de trabajo de aleacion en una aleacion metalica antes del trabajo en caliente. Con una pieza de trabajo cillndrica, por ejemplo, el diametro interior de la aleacion puede ser ligeramente mas grande que el diametro exterior de la pieza de trabajo. La pieza de trabajo de aleacion puede insertarse dentro del recipiente de aleacion de modo que el recipiente de aleacion puede rodear holgadamente la pieza de trabajo, y los troqueles entran en contacto con las superficies externas del recipiente de aleacion. El recipiente de aleacion puede aislar termicamente y proteger mecanicamente la pieza de trabajo encerrada, eliminando de este modo o reduciendo la incidencia de formacion de fisuras sobre la pieza de trabajo. El recipiente de aleacion alsla termicamente la pieza de trabajo de aleacion mediante la action de los huecos de aire entre la pieza de trabajo y las superficies internas del recipiente de aleacion y tambien mediante la inhibition directa de la pieza de trabajo de aleacion de irradiar calor al ambiente.

Una operation de enlatado de una pieza de trabajo de aleacion puede dar como resultado diversas desventajas. Por ejemplo, el contacto mecanico entre los troqueles y las superficies externas del recipiente de aleacion puede romper el recipiente de aleacion. En un caso especlfico, durante el forjado por recaladura y extraction de una pieza de trabajo enlatada, la aleacion puede romperse durante la operacion de extraccion. En tal caso, la pieza de trabajo de aleacion puede necesitar volver a enlatarse entre cada ciclo de recaladura y extraccion de una operacion de forjado por recaladura y extraccion multiple, lo que aumenta la complejidad del proceso y gastos. Adicionalmente, el recipiente de aleacion que puede perjudicar a un operario controlar visualmente la superficie de una pieza de trabajo de aleacion enlatada de fisuras y otros defectos inducidos por el trabajo.

Debido a los inconvenientes anteriores, serla ventajoso proporcionar un metodo mas efectivo y/o mas economico de aleaciones sensibles al craqueo de trabajo en caliente. Mas generalmente, serla ventajoso proporcionar un metodo para mejorar la operabilidad en caliente de lingotes de aleacion y otras piezas de trabajo de aleacion.

La Patente de los EE.UU. numero 3446606 describe recubrimiento de compuestos de artlculos metalicos que tienen un sustrato seleccionado a partir del grupo que consiste en niobio, molibdeno, tantalio, titanio, cromo, vanadio, circonio, hafnio y tungsteno y aleaciones que tienen al menos uno de estos metales de dicho grupo como su base. Los recubrimientos pueden incluir una zona superficial de vidrio.

Sumario

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, se describen metodos para el procesamiento de lingotes de aleacion y otras piezas de trabajo de aleacion.

Diversas realizaciones no limitantes que se desvelan en el presente documento estan dirigidas a metodos para mejorar la operabilidad en caliente de piezas de trabajo de aleacion mediante la proporcion de un recubrimiento superficie sobre las mismas. En una realization no limitante de acuerdo con la presente divulgacion, un metodo de procesamiento de una pieza de trabajo de aleacion incluye: depositar un material de vidrio sobre al menos una parte de una pieza de trabajo de aleacion; y calentar el material de vidrio para formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo de aleacion que reduzca la perdida termica de la pieza de trabajo de aleacion. En diversas realizaciones no limitantes del metodo, el material de vidrio puede seleccionarse a partir de una fibra de vidrio, una partlcula de vidrio y una cinta de vidrio. En diversas realizaciones no limitantes, depositar el material de vidrio sobre al menos una parte de la pieza de trabajo puede incluir al menos uno de deposition, pulverization, tincion, aspersion, laminado, inmersion, enrollado y encolado. En diversas realizaciones no limitantes, calentar el material de

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vidrio incluye calentar el material de vidrio a una temperatura de 1000 °F a 2200 °F. En diversas realizaciones no limitantes, la pieza de trabajo comprende un material seleccionado a partir de una aleacion a base de nlquel, una superaleacion a base de nlquel, una aleacion a base de hierro, una aleacion a base de nlquel-hierro, una aleacion a base de titanio, una aleacion a base de titanio-nlquel y una aleacion a base de cobalto. En diversas realizaciones no limitantes del metodo, la pieza de trabajo puede comprender o seleccionarse a partir de un lingote, un lingote de seccion cuadrada, una barra, una placa, un tubo, una preforma sinterizada o similar. En diversas realizaciones no limitantes del metodo, el metodo incluye adicionalmente, despues de calentar el material de vidrio, una o mas etapas seleccionadas a partir de: aplicar una fuerza con al menos uno de un troquelado y de laminado a la pieza de trabajo para deformar la pieza de trabajo; trabajar en caliente la pieza de trabajo, en la que el trabajo en caliente comprende al menos uno de forjado y de extrusion; enfriar la pieza de trabajo; retirar al menos una parte del recubrimiento superficial de la pieza de trabajo por al menos un chorreo con granalla, trituracion, peladura y torneado; y cualquier combinacion de los mismos.

En una realizacion adicional no limitante de acuerdo con la presente divulgacion, un metodo de trabajo en caliente de una pieza de trabajo incluye: disponer una manta de fibra de vidrio sobre al menos una parte de una superficie de una pieza de trabajo de aleacion; calentar la manta de fibra de vidrio para formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo; aplicar fuerza con al menos uno de un troquelado y de laminado para deformar la pieza de trabajo, en la que el al menos uno de troquelado y laminado entra en contacto con el recubrimiento superficial sobre una superficie de la pieza de trabajo; y retirar al menos una parte del recubrimiento superficial de la pieza de trabajo. En diversas realizaciones no limitantes, al menos uno de troquelado y laminado entra en contacto con al menos un resto del recubrimiento superficial sobre una superficie de la pieza de trabajo. En diversas realizaciones no limitantes del metodo, la pieza de trabajo puede comprender o seleccionarse a partir de un lingote, un lingote de seccion cuadrada, una barra, una placa, un tubo, una preforma sinterizada o similar.

Realizaciones no limitantes adicionales de acuerdo con la presente divulgacion estan dirigidas a piezas de trabajo de aleacion fabricadas o procesadas segun cualquiera de los metodos de la presente divulgacion.

Sin embargo, realizaciones no limitantes adicionales de acuerdo con la presente divulgacion estan dirigidas a artlculos de fabrication fabricados a partir de o que incluyen piezas de trabajo de aleacion fabricadas o procesadas segun cualquiera de los metodos de la presente divulgacion. Tal artlculo de fabricacion incluye, por ejemplo, componentes de motores de reaction, componentes de turbinas terrestres, valvulas, componentes de motores, astiles y sujetadores.

Descripcion de las figuras de los dibujos

Las diversas realizaciones no limitantes descritas en el presente documento pueden entenderse mejor mediante la consideration de la siguiente descripcion junto con las figuras de los dibujos adjuntos.

La FIG. 1 es un diagrama de flujo de acuerdo con determinadas realizaciones no limitantes de un metodo descrito en el presente documento.

La FIG. 2 es una fotografla de una pieza de trabajo de aleacion de acuerdo con una realizacion no limitante descrita en el presente documento.

La FIG. 3 es una fotografla de la pieza de trabajo de la FIG. 2 que comprende una manta de fibra de vidrio dispuesta sobre la misma de acuerdo con una realizacion no limitante descrita en el presente documento.

La FIG. 4 es una fotografla de la pieza de trabajo de aleacion de la FIG. 3 que comprende un recubrimiento superficial sobre la misma reduciendo la perdida termica de la pieza de trabajo de acuerdo con una realizacion no limitante descrita en el presente documento, en la que la pieza de trabajo no se ha trabajado.

La FIG. 5 es un grafico que traza la temperatura superficial a lo largo del tiempo durante el forjado de una pieza de trabajo de aleacion que carece de un recubrimiento superficial que se muestra en las FIG. 6 y 7 y durante el forjado de una pieza de trabajo que incluye un recubrimiento superficial que se muestra en las FIG. 6 y 7.

Las FIG. 6 y 7 son fotograflas de una pieza de trabajo de aleacion que carece de un recubrimiento superficial (la pieza de trabajo a la derecha de cada fotografla) y la pieza de trabajo forjada de la FIG. 4 que incluye un recubrimiento superficial (la pieza de trabajo a la izquierda de cada fotografla).

La FIG. 8 es un grafico que traza la temperatura a lo largo del tiempo durante el enfriamiento de una pieza de trabajo de aleacion que carece de recubrimiento superficial ("REFRIGeRACION POR AIRE") y piezas de trabajo de aleacion que incluyen recubrimientos superficiales sobre las mismas de acuerdo con realizaciones no limitantes descritas en el presente documento.

La FIG. 9 es una fotografla de una pieza de trabajo de aleacion que incluye un recubrimiento superficial sobre la misma de acuerdo con una realizacion no limitante descrita en el presente documento.

La FIG. 10 es una fotografla de una pieza de trabajo de aleacion forjada que comprende una parte que carece de un recubrimiento superficial y una parte que incluye un recubrimiento superficial sobre la misma de acuerdo con una realizacion no limitante descrita en el presente documento.

La FIG. 11 es una fotografla de regiones de la pieza de trabajo de la FIG. 10 despues de retirar al menos una parte del recubrimiento superficial de la pieza de trabajo.

La FIG. 12 es una fotografla de una pieza de trabajo de aleacion que tiene un recubrimiento superficial sobre la misma de acuerdo con una realizacion no limitante descrita en el presente documento.

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La FIG. 13 es una fotografla de una pieza de trabajo de aleacion que comprende una cinta de vidrio dispuesta sobre la misma de acuerdo con una realizacion no limitante descrita en el presente documento.

Descripcion de ciertas realizaciones no limitantes

Tal como se usa generalmente en el presente documento, los terminos "que consiste esencialmente en" y "que consiste en" se incluyen en el termino "que comprende".

Tal como se usa generalmente en el presente documento, los artlculos "uno", "una", "un" y "el", "la" significa "al menos uno" o "uno o mas", a menos que se indique lo contrario.

Tal como se usa generalmente en el presente documento, los terminos "que incluye" y "que tiene" significan "que comprende".

Tal como se usa generalmente en el presente documento, el termino "punto de reblandecimiento" se refiere a la temperatura minima en la que un material de vidrio particular ya no se comporta como un solido rlgido y empieza a combarse sobre su propio peso.

Durante las operaciones de trabajo en caliente, tal como, por ejemplo, operaciones de forjado y operaciones de extrusion, puede aplicarse una fuerza a un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion a una temperatura superior que a la temperatura ambiente, tal como por encima de la temperatura de recristalizacion de la pieza de trabajo, para deformar plasticamente la pieza de trabajo. La temperatura de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion que esta siendo sometida a la operacion de trabajo puede ser superior que la temperatura de los troqueles y otras estructuras usadas para aplicar fuerza mecanicamente a las superficies de la pieza de trabajo. La pieza de trabajo puede formar gradientes de temperatura debido al enfriamiento de su superficie mediante perdida termica a aire ambiente y el desplazamiento de gradiente entre sus superficies y los troqueles de contacto u otras superficies. Los gradientes de temperatura pueden contribuir al craqueo superficial de la pieza de trabajo durante el trabajo en caliente. El craqueo superficial resulta especialmente problematico en situaciones en las que los lingotes de aleacion u otras piezas de trabajo de aleacion estan formadas a partir de aleaciones sensibles al craqueo.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, la pieza de trabajo de aleacion puede comprender una aleacion sensible al craqueo. Por ejemplo, diversas aleaciones a base de nlquel, aleaciones a base de hierro, aleaciones a base de nlquel-hierro, aleaciones a base de titanio, aleaciones a base de titanio-nlquel, aleaciones a base de cobalto y superaleaciones, tales como superaleaciones a base de nlquel, pueden ser sensibles al craqueo, especialmente durante operaciones de trabajo en caliente. Puede formarse un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion a partir de tales aleaciones y superaleaciones sensibles al craqueo. Por ejemplo, puede formarse una pieza de trabajo de aleacion sensible al craqueo a partir de aleaciones o superaleaciones seleccionadas a partir de, pero sin limitacion, Aleacion 718 (UNS No. N07718), Aleacion 720 (UNS No. N07720), Aleacion Rene 41™ (UNS No. N07041), Aleacion Rene 88™, Aleacion Waspaloy® (UNS No. N07001), y aleacion Inconel® 100. Aunque los metodos descritos en el presente documentos son ventajosos para el uso en conexion con aleaciones sensibles al craqueo, se entendera que los metodos tambien son generalmente aplicables a cualquier aleacion, que incluyen, por ejemplo, aleaciones caracterizadas por una ductilidad relativamente baja en temperaturas de trabajo calientes, las aleaciones trabajadas en caliente a temperaturas de 1000 °F a 2200 °F y aleaciones no tienden generalmente a craquear. Tal como se usa en el presente documento, el termino "aleacion" incluye aleaciones y superaleaciones convencionales. Tal como se entiende por aquellos expertos en la materia, las superaleaciones exhiben una estabilidad de superficie, corrosion y resistencia a la oxidacion, alta fuerza y alta resistencia a la deformacion retardad a altas temperaturas relativamente buenas. En diversas realizaciones no limitantes, la pieza de trabajo de aleacion puede comprender o seleccionarse a partir de un lingote, un lingote de seccion cuadrada, una barra, una placa, un tubo, una preforma sinterizada o similar.

Un lingote de aleacion y otra pieza de trabajo de aleacion puede formarse usando, por ejemplo, tecnicas metalurgicas convencionales o tecnicas de metalurgia de polvos. Por ejemplo, En diversas realizaciones no limitantes, puede formarse un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion mediante una combinacion de fusion por induccion al vaclo (VIM) y refusion por arco al vaclo (VAR), conocido como una operacion VIM-VAR. En diversas realizaciones no limitantes, puede formarse una pieza de trabajo de aleacion mediante una tecnica de fusion triple, en la que se realiza una operacion de refusion con electroescorias (ESR) intermediaria, una operacion VIM y una operacion VAR, proporcionando una secuencia VIM-ESR-VAR (es decir, fusion triple). En otras realizaciones no limitantes, la pieza de trabajo de aleacion puede formarse usando una operacion de metalurgia de polvos que involucra la atomizacion de aleacion fundida y la recogida y consolidacion de los polvos metalurgicos resultante dentro de una pieza de trabajo de aleacion.

En determinadas realizaciones no limitantes, Un lingote de aleacion y otra pieza de trabajo de aleacion puede formarse usando una operacion de formacion por pulverizacion. Por ejemplo, puede usarse VIM para preparar una aleacion de base a partir de una materia prima. Puede usarse opcionalmente una operacion ESR despues de VIM. La aleacion fundida puede extraerse de un fondo de fusion VIM o ESR y atomizarse para formar gotas fundidas. La aleacion fundida puede extraerse de un fondo de fusion usando una gula de induccion de pared frla (CIG), por

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ejemplo. Las gotas de aleacion fundida pueden depositarse usando una operacion de formacion por pulverizacion para formar una pieza de trabajo de aleacion solidificada.

En determinadas realizaciones no limitantes, un lingote de aleacion y otra pieza de trabajo de aleacion puede formarse usando un prensado isostatico caliente (HIP). El HIP se refiere generalmente a la aplicacion isostatica de un gas a alta presion y a alta temperatura, tal como, por ejemplo, argon, para compactar y consolidar material en polvo en una preforma monolltica. El polvo puede separar del gas de alta presion y alta temperatura mediante un deposito hermeticamente sellado, que funciona como barrera de presion entre el gas y el polvo que esta siendo compactado y consolidado. El deposito hermeticamente sellado puede deformarse plasticamente para compactar el polvo, y las temperaturas elevadas pueden sinterizar efectivamente las partlculas de polvo individuales juntas para formar una preforma monolltica. Puede aplicarse una presion de compactacion uniforme en todo el polvo y puede lograrse una distribution de densidad homogenea en la preforma. Por ejemplo, un polvo de aleacion nlquel-titanio casi equiatomico pude cargarse en un deposito metalico, tal como, por ejemplo, un recipiente de acero y liberar de gases para retirar la humedad absorbida y gas atrapado. El deposito que contiene el polvo de aleacion nlquel-titanio casi equiatomico puede sellarse hermeticamente al vaclo, tal como, por ejemplo, mediante soldadura. El deposito sellado puede a continuation someterse a HIP a una temperatura y con una presion suficiente para lograr la densificacion completa del polvo de aleacion nlquel-titanio en el deposito, formando de este modo una preforma de aleacion nlquel-titano casi equiatomica completamente densificada.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento de un lingote de aleacion y otra pieza de trabajo puede comprender generalmente la deposition de un material inorganico sobre al menos una parte de una pieza de trabajo de aleacion y el calentamiento del material inorganico para formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo que reduzca la perdida termica de la pieza de trabajo. El material inorganico puede comprender uno o mas de un material aislante termicamente que comprende, por ejemplo, un material seleccionado a partir de una fibra, una partlcula y una cinta. El material inorganico puede comprender, por ejemplo, uno o mas de oxido de aluminio, oxido de calcio, oxido de magnesio, dioxido de silicio, oxido de circonio, oxido de sodio, oxido de litio, oxido de potasio, oxido de boro y similares. El material inorganico puede tener un punto de fusion o un punto de reblandecimiento de 500 °F o superior, tal como, por ejemplo, 500 °F a 2500 °F y 1000 °F a 2200 °F. El metodo puede comprender, por ejemplo, depositar el material organico sobre al menos una parte de la superficie de la pieza de trabajo de aleacion y calentar el material inorganico para formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajar y reducir la perdida termica de la pieza de trabajo. En diversas realizaciones no limitantes, calentar el material inorganico incluye calentar el material inorganico a una temperatura de forjado, tal como 1000 °F a 2200 °F. La composition y forma del material inorganico puede seleccionarse para formar un recubrimiento superficial viscoso a la temperatura de forjado. El recubrimiento superficial puede adherirse a la superficie de la pieza de trabajo de aleacion. El recubrimiento superficial puede estar caracterizado como un recubrimiento superficial adherente. Ademas de eliminar o reducir el craqueo superficial, el recubrimiento superficial segun la presente divulgation tambien puede lubricar superficies del lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion durante operaciones de trabajo en caliente.

En referencia a la FIG. 1, una realization no limitante de un metodo de procesamiento de una pieza de trabajo de aleacion que reduce el craqueo termico de acuerdo con la presente divulgacion puede comprender generalmente depositar un material de vidrio inorganico sobre una parte de un lingote de aleacion y otra pieza de trabajo de aleacion y calentar el material de vidrio para formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo y reducir la perdida termica de la pieza de trabajo. El material de vidrio puede comprender un material aislante termicamente que comprende uno o mas de una fibra de vidrio, una partlcula de vidrio y una cinta de vidrio. El material de vidrio proporcionado sobre la pieza de trabajo puede formar un recubrimiento superficial viscoso sobre la pieza de trabajo cuando el material de vidrio se calienta a una temperatura adecuada. La composicion y forma del material de vidrio puede seleccionarse para formar un recubrimiento superficial viscoso y una temperatura de forjado. El recubrimiento superficial de material de vidrio puede adherirse a la superficie de la pieza de trabajar y retenerse sobre la superficie hasta y durante el trabajo en caliente. El recubrimiento superficial de material de vidrio puede estar caracterizado como un recubrimiento superficial adherente. El recubrimiento superficial de material de vidrio proporcionado mediante el calentamiento del material de vidrio puede reducir la perdida termica de la pieza de trabajo de aleacion y eliminar o reducir la incidencia de craqueo superficial resultante del forjado, extrusion u otro modo de trabajar la pieza de trabajo de aleacion con respecto a otra pieza de trabajo de aleacion identica que carece de tal recubrimiento superficial. Ademas de eliminar o reducir el craqueo superficial, el recubrimiento superficial de material de vidrio segun la presente divulgacion tambien puede lubricar superficies de la pieza de trabajo de aleacion durante operaciones de trabajo en caliente.

En determinadas realizaciones no limitantes, las fibras inorganicas pueden comprender fibras de vidrio. Las fibras de vidrio pueden comprender fibras continuas y/o fibras discontinuas. Las fibras discontinuas pueden fabricarse, por ejemplo, mediante el corte o troceado de fibras continuas. Las fibras de vidrio pueden comprender, por ejemplo, uno o mas de SiO2, A2O3, y MgO. Las fibras de vidrio pueden comprender, por ejemplo, fibras de aluminosilicato de magnesio. Las fibras de vidrio pueden comprender, por ejemplo, fibras de aluminosilicato de magnesio seleccionadas a partir del grupo que consiste en fibras de vidrio E, fibras de vidrio S, fibras de vidrio S2 y fibras de vidrio R. Las fibras de vidrio E pueden comprender uno o mas de SiO2, A^O3, B2O3, CaO, MgO, y otros oxidos. Las fibras de vidrio S y fibras de vidrio S2 pueden comprender uno o mas de SiO2, A2O3, MgO. Las fibras de vidrio R

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pueden comprender uno o mas de SiO2, AI2O3, CaO, y MgO. En determinadas realizaciones no limitantes, las fibras inorganicas pueden comprender fibras de ceramica refractarias. Las fibras de ceramica refractarias pueden ser amorfas y comprender uno o mas de SiO2, AI2O3, y ZrO2.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, una pluralidad de las fibras de vidrio puede comprender uno o mas de un ovillo, una cinta o estopa, un tejido y un tablero. Tal como se usa generalmente en el presente documento el termino "tejido" se refiere a materiales que pueden materiales tejidos, de punto, de fieltro, de fusion o materiales no tejidos, o que de otro modo estan hechos con fibras. El tejido puede comprender un aglutinante para mantener la pluralidad de fibras juntas. En determinadas realizaciones no limitantes, el tejido puede comprender un hilo, una manta, una alfombrilla, un papel, un fieltro y similares. En determinadas realizaciones no limitantes, las fibras de vidrio pueden comprender una manta de vidrio. La manta de vidrio puede comprender, por ejemplo, fibras de vidrio E. Entre las mantas de vidrio ilustrativas que comprenden fibras de vidrio E utiles en realizaciones de acuerdo con la presente divulgacion se incluyen, pero sin limitarse a, fibras disponibles en el mercado de Anchor Industrial Sales, Inc. (Kernersville, NC) con el nombre comercial Style 412" and "Style 412B" que tienen un espesor de 0,062 pulgadas, fibras de vidrio E que tienen un peso de 24 oz./yd2, y una velocidad de calentamiento de 1000 °F. El tejido de vidrio puede comprender, por ejemplo, una manta de fibra de vidrio, tal como, por ejemplo, un manta de vidrio E. El tejido puede tener cualquier anchura y longitud adecuada para cubrir al menos una parte de la pieza de trabajo. La anchura y longitud del tejido puede variar de acuerdo con el tamano y/o forma de la pieza de trabajo. El espesor del tejido puede variar de acuerdo con la conductividad termica del tejido. En determinadas realizaciones no limitantes, el tejido puede tener un espesor de 1-25 mm, tal como 5-20 mm o 8-16 mm.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, las partlculas inorganicas pueden comprender partlculas de vidrio. Las partlculas de vidrio pueden referirse como "fritas" o "cargas". Las partlculas de vidrio pueden comprender, por ejemplo, uno o mas de oxido de aluminio, oxido de calcio, oxido de magnesio, dioxido de silicio, oxido de circonio, sodio y oxido de sodio, oxido de litio, oxido de potasio, oxido de boro y similares. En determinadas realizaciones no limitantes, las partlculas de vidrio, por ejemplo, pueden estar libres de plomo o comprender solo niveles de trazas de plomo. En determinadas realizaciones, las partlculas de vidrio pueden tener un intervalo de trabajo en caliente de metal de 1400-2300 °F, tal como, por ejemplo, 1400-1850 °F, 1850-2050 °F, 1850-2100 °F, o 1900-2300 °F. Partlculas de vidrio ilustrativas utiles en realizaciones de acuerdo con la presente divulgacion incluyen materiales disponibles en el mercado por Advance Technical Products (Cincinnati, OH) con el nombre comercial de "Oxylub-327", "Oxylub-811", "Oxylub-709", y "Oxylub-921".

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, la cinta inorganica puede comprender una cinta de vidrio. En determinadas realizaciones, la cinta de vidrio puede comprender un tejido de fondo de vidrio y un adhesivo. El tejido de fondo de vidrio puede comprender, por ejemplo, uno o mas de oxido de aluminio, oxido de calcio, oxido de magnesio, dioxido de silicio, oxido de circonio, sodio y oxido de sodio, oxido de litio, oxido de potasio, oxido de boro y similares. El tejido de fondo de vidrio puede comprender una fibra de vidrio, tal como un hilo de vidrio, un tejido de vidrio y una tela de vidrio. El tejido de fondo de vidrio puede comprender un filamento de vidrio. En diversas realizaciones no limitantes, la cinta de vidrio puede comprender una cinta de envasado reforzada con filamento de fibra. En diversas realizaciones no limitantes, la cinta de vidrio puede comprender una cinta adhesiva que incluye un tejido de fondo de tela de vidrio o una cinta impregnada con hilo de vidrio o filamento. En diversas realizaciones no limitantes, la cinta de vidrio puede comprender un tejido de fondo de polipropileno reforzado con hilo de vidrio continuo. En diversas realizaciones no limitantes, la cinta de vidrio puede tener caracterlsticas que incluye: una adhesion al acero de aproximadamente 55 oz./pulgadas. de anchura (60 N/100 mm anchura) segun el Metodo de Ensayo ASTM D-3330; una resistencia a la traccion de aproximadamente 300 lbs./pulgadas de anchura (5250 N/100 mm anchura) segun el Metodo de Ensayo ASTM D-3759; una elongacion de rotura de aproximadamente 4,5 % segun el Metodo de Ensayo ASTM D-3759; y/o un espesor total de aproximadamente 6,0 mil (0,15 mm) segun el Metodo de Ensayo ASTM D-3652. Existen cintas de vidrio ilustrativas utiles en realizaciones de acuerdo con la presente divulgacion disponibles en el mercado de 3M Company (St. Paul, MN) con el nombre comercial de SCOTCH® Filament Tape 893.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion de un modo que reduce el craqueo termico durante el trabajo en caliente puede comprender generalmente disponer un tejido de vidrio sobre al menos una parte de una superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, el tejido puede disponerse sobre una parte sustancial de la superficie de la pieza de trabajo. La superficie de una pieza de trabajo de aleacion puede comprender, por ejemplo, una superficie circunferencial y dos superficies laterales dispuestas en cada extremo de la superficie circunferencial. En determinadas realizaciones no limitantes, el tejido puede disponerse sobre una parte sustancial de una superficie circunferencial de una pieza de trabajo de aleacion cillndrica. En determinadas realizaciones no limitantes, el tejido puede disponerse sobre la superficie circunferencial de la pieza de trabajo cillndrica y al menos una superficie lateral de la pieza de trabajo cillndrica. En al menos una realizacion no limitante, la manta de vidrio puede disponerse sobre al menos una parte de una superficie circunferencial de una pieza de trabajo de aleacion cillndrica y al menos una superficie lateral de la pieza de trabajo cillndrica. En determinadas realizaciones no limitantes, mas de uno tejido de vidrio, tales como dos, tres o mas, puede cada uno disponerse sobre el menos una parte de una superficie de una pieza de trabajo cillndrica y/o al menos una superficie lateral de la pieza de trabajo cillndrica. El tejido puede disponerse mediante el enrollado transversal del tejido alrededor de la superficie circunferencial de la pieza de

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trabajo, por ejemplo. Una persona experta en la tecnica entendera que en algunas realizaciones no limitantes el tejido de vidrio puede asegurarse a la pieza usando adhesivos y/o sujetadores mecanicos tales como, por ejemplo, cinta de vidrio y alambre para embalar.

En determinadas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion para reducir el craqueo termico durante el trabajo en caliente puede comprender la repeticion de la etapa de disponer un tejido de vidrio sobre al menos una parte de una superficie de la pieza de trabajo. Por ejemplo, el tejido puede enrollarse alrededor de la pieza de trabajo al menos una vez, dos veces, tres veces, cuatro veces o mas de cuatro veces. En determinadas realizaciones no limitantes, el tejido puede enrollarse alrededor de la pieza de trabajo hasta que se logra un espesor predeterminado. Como alternativa, mas de un tejido de vidrio puede disponerse sobre al menos una parte de una superficie circunferencial de una pieza de trabajo y al menos una de cada superficie lateral de la pieza de trabajo cillndrica hasta que se logra un espesor predeterminado. Por ejemplo, el espesor predeterminado puede ser de 1 mm a 50 mm, tal como 10 mm a 40 mm. En al menos una realizacion no limitante, el metodo puede comprender disponer un primer tejido de vidrio sobre al menos una parte de la superficie de la pieza de trabajo y un segundo tejido de vidrio sobre al menos uno del primer tejido de vidrio y al menos una parte de la superficie de la pieza de trabajo. El primer tejido de vidrio y el segundo tejido de vidrio pueden comprender el mismo o distintos materiales inorganicos. Por ejemplo, el primer tejido de vidrio puede comprender una primera manta de vidrio E y un segundo tejido de vidrio puede comprender un segundo tejido de vidrio E. En una realizacion no limitante, el primer tejido de vidrio puede comprender una manta de vidrio E y el segundo tejido de vidrio puede comprender una manta de ceramica, tal como, por ejemplo, una manta KAOWOOL, que es un material producir a partir de arcilla refractario de aluminio-sllice.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento de una pieza de trabajo para reducir el craqueo termico puede comprender generalmente depositar partlculas de vidrio sobre al menos una parte de la superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, las partlculas pueden depositarse sobre una parte sustancial de la superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, las partlculas pueden depositarse sobre la superficie circunferencial de una pieza de trabajo cillndrica y/o al menos una superficie lateral de la pieza de trabajo cillndrica. Depositar las partlculas sobre una superficie de la pieza de trabajo puede comprender, por ejemplo, uno o mas de laminado, inmersion, pulverizacion, cepillado y aspersion. El metodo puede comprender calentar la pieza de trabajo a una temperatura predeterminada antes de depositar las partlculas. Por ejemplo, se puede calentar una pieza de trabajo a una temperatura de forjado, tal como 1000 °F a 2000 °F, y 1500 °F, y laminarse en una cama de partlculas de vidrio para depositar las partlculas de vidrio sobre una superficie de la pieza de trabajo.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion para reducir craqueo termico puede comprender generalmente disponer una cinta de vidrio sobre al menos una parte de una superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, la cinta puede disponerse sobre una parte sustancial de la superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, la cinta puede disponerse sobre una superficie circunferencial de una pieza de trabajo cillndrica y/o al menos una superficie lateral de la pieza de trabajo. Disponer la cinta sobre una superficie de la pieza de trabajo puede comprender, por ejemplo, uno o mas de enrollar y encolar. En diversas realizaciones no limitantes, por ejemplo, la cinta puede disponerse mediante el enrollado transversal de la cinta alrededor de la superficie circunferencial de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, la cinta puede disponerse sobre una superficie mediante la adhesion de la cinta sobre la superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, la cinta puede disponerse sobre al menos una parte de una superficie circunferencial de una pieza de trabajo de aleacion cillndrica y/o al menos una parte de una manta de vidrio. La FIG. 13, por ejemplo, es una fotografla de una pieza de trabajo de aleacion en la forma de un lingote de aleacion, y el cual incluye una cinta de vidrio dispuesta sobre la superficie circunferencial de la pieza de trabajo y sobre los extremos o caras opuestas de la pieza de trabajo.

En determinadas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion para reducir craqueo termico puede comprender repetir una o mas veces la etapa de disponer una cinta de vidrio sobre al menos una parte de una superficie de la pieza de trabajo. Por ejemplo, la cinta puede enrollarse alrededor de la pieza de trabajo al menos una vez, dos veces, tres veces, cuatro veces o mas de cuatro veces. En al menos una realizacion no limitante, el metodo puede comprender enrollar una primera cinta de vidrio sobre al menos una parte de una superficie de la pieza de trabajo y enrollar una segunda cinta de vidrio sobre al menos uno del primer tejido de vidrio y al menos una parte de una superficie de la pieza de trabajo no enrollada. En al menos una realizacion no limitante, el metodo puede comprender encolar una primera cinta de vidrio a al menos una parte de la superficie de la pieza de trabajo y enrollar una segunda cinta de vidrio a al menos uno del primer tejido de vidrio y al menos una parte de la superficie de la pieza de trabajo no enrollada. La primera cinta de vidrio y la segunda cinta de vidrio pueden comprender el mismo o distintos materiales inorganicos. En determinadas realizaciones no limitantes, la cinta puede disponerse sobre de la pieza de trabajo de aleacion hasta que se logra un espesor predeterminado. Como alternativa, mas de una cinta de vidrio puede disponerse sobre al menos una parte de una superficie circunferencial de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion y al menos una de cada superficie lateral de la pieza de trabajo cillndrica hasta que se logra un espesor predeterminado. El espesor predeterminado puede ser, por ejemplo, de menos de 1 mm a 50 mm, tal como 10 mm a 40 mm.

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De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, el material de vidrio proporcionado sobre la pieza de trabajo de aleacion puede formar un recubrimiento superficial viscoso sobre la pieza de trabajo cuando el material de vidrio se calienta. La pieza de trabajo que comprende el material de vidrio sobre el mismo puede calentarse en horno. La composicion del material de vidrio puede seleccionarse para formar un recubrimiento superficial viscoso y la temperatura de forjado. Por ejemplo, los oxidos que comprenden el material de vidrio pueden seleccionarse para proporcionar un material de vidrio que tenga un punto de fusion o un punto de reblandecimiento a una temperatura predeterminada, tal como una temperatura de forjado. En otro ejemplo, la forma del material de vidrio, es decir, una fibra, una partlcula, una cinta y combinaciones de las mismas, puede seleccionarse para formar un recubrimiento superficial viscoso a una temperatura predeterminada, tal como, una temperatura de forjado. Un tejido de vidrio proporcionado sobre una superficie de la pieza de trabajo puede formar un recubrimiento superficial viscoso sobre la pieza de trabajo cuando el material de vidrio se calienta, por ejemplo, en un horno a una temperatura de 1900 °F a 2100 °F. Las parflculas de vidrio proporcionadas sobre una superficie de la pieza de trabajo pueden formar un recubrimiento superficial viscoso sobre la pieza de trabajo cuando el material de vidrio se calienta, por ejemplo, en un horno a una temperatura de 1450 °F a 1550 °F. Una cinta de vidrio proporcionada sobre una superficie de la pieza de trabajo puede formar un recubrimiento superficial viscoso sobre la pieza de trabajo cuando el material de vidrio se calienta, por ejemplo, en un horno a una temperatura de 1900 °F a 2100 °F.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un recubrimiento superficial proporcionado sobre una superficie de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion puede caracterizarse como un recubrimiento superficial adherente. El recubrimiento superficial viscoso puede formar un recubrimiento superficial adherente cuando el recubrimiento superficial se enfrla. Por ejemplo, el recubrimiento superficial viscoso puede formar un recubrimiento superficial adherente cuando pieza de trabajo que comprende el recubrimiento superficial se retira del horno. Un recubrimiento superficial puede estar caracterizado por ser "adherente" cuando el recubrimiento superficial no rebosa inmediatamente una superficie de la pieza de trabajo. Por ejemplo, En diversas realizaciones no limitantes, un recubrimiento superficial puede ser considerado "adherente" cuando el recubrimiento no rebosa inmediatamente la superficie cuando el lingote de aleacion o la otra pieza de aleacion se retira del horno. En otro ejemplo, En diversas realizaciones no limitantes, un recubrimiento superficial sobre una superficie circunferencial de una pieza de trabajo de aleacion que tiene un eje longitudinal y una superficie circunferencial puede considerar "adherente" cuando el recubrimiento no rebosa inmediatamente la superficie circunferencial cuando la pieza de trabajo se deposita de modo que el eje longitudinal esta orientado verticalmente, tal como, por ejemplo, a 45° a 135° en relacion con la superficie horizontal. Un recubrimiento superficial puede caracterizarse como un recubrimiento superficial "no adherente" cuando el recubrimiento adicional rebosa inmediatamente la superficie de la pieza de trabajo cuando la pieza de trabajo se retira del horno.

El intervalo de temperatura sobre el cual las aleaciones pueden trabajarse en caliente puede tenerse en consideration la temperatura en la cual se inician fisuras en la aleacion y la composicion y la forma del material inorganico. A una temperatura de inicio dada para una operation de trabajo en caliente, algunas aleaciones pueden trabajarse en caliente eficazmente sobre un intervalo de temperatura mayor que otras aleaciones debido a las diferencias en la temperatura en la que se inician las fisuras en la aleacion. Para aleaciones que tienen un intervalo de temperatura de trabajo en caliente relativamente pequeno (es decir, la diferencia entre la temperatura mas pequena en la que la aleacion puede trabajarse en caliente y la temperatura en la que se inician las fisuras), el espesor del material inorganico puede ser relativamente mas grande para inhibir o evitar que la pieza de trabajo subyacente se enfrle a un intervalo de temperatura fragil en el que se inician las fisuras. Del mismo modo, para aleaciones que tienen un intervalo de temperatura de trabajo en caliente relativamente grande (es decir, el espesor del material inorganico puede ser relativamente mas pequeno para inhibir o evitar que el lingote de aleacion subyacente u otra pieza de trabajo de aleacion se enfrle a un intervalo de temperatura fragil en el que se inician las fisuras.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion para reducir craqueo termico puede comprender generalmente calentar el material inorganico para formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo. Calentar el material inorganico puede comprender, por ejemplo, calentar el material inorganico a una temperatura de 500-2500 °F, tal como, por ejemplo, 500-1500 °F, 1000-2000 °F, 1500 °F-2000 °F, o 2000-2500 °F, para formar el recubrimiento superficial. En determinadas realizaciones no limitantes, las fibras inorganicas, tales como mantas de vidrio y cintas de vidrio, pueden calentarse a una temperatura de 2000-2500 °F. En determinadas realizaciones no limitantes, las partlculas inorganicas, tales como partlculas de vidrio, pueden calentarse a una temperatura de 1500-2000 °F. En determinadas realizaciones no limitantes, la temperatura puede ser superior que el punto de fusion del material inorganico. En determinadas realizaciones no limitantes, la temperatura puede ser superior que la velocidad de calentamiento del material inorganico. En diversas realizaciones no limitantes, la temperatura puede ser superior que el punto de fusion del tejido de vidrio, una partlcula de vidrio y/o una cinta de vidrio. En una realization no limitante, la temperatura puede ser superior que el punto de fusion de la manta de vidrio. tal como lo entiende un experto en la tecnica, los materiales inorganicos pueden no tener un punto de fusion y pueden caracterizarse por un "punto de reblandecimiento". El Metodo de Ensayo ASTM C338 - 93(2008), por ejemplo, proporciona un metodo de ensayo estandar para determinar el punto de reblandecimiento de un vidrio. Como tal, en determinadas realizaciones no limitantes, el material inorganico puede calentarse a una temperatura que es al menos el punto de reblandecimiento del material inorganico.

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En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede estar formado sobre al menos una parte de la superficie de la pieza de trabajo de aleacion. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede estar formado sobre una parte sustancial de la superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede recubrir completamente la superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede estar formado sobre una superficie circunferencial de la pieza de trabajo de aleacion. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede formarse sobre una superficie circunferencial de la pieza de trabajo y al menos una cara lateral de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede formarse sobre una superficie circunferencial de la pieza de trabajo y cada cara lateral de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede estar formado sobre al menos una parte de la superficie de la pieza de trabajo libre de material inorganico. Por ejemplo, el material inorganico puede depositarse sobre una parte de la superficie de la pieza de trabajo. El material inorganico puede fundirse cuando se calienta. El material inorganico fundido puede fluir a una parte de la superficie de la pieza de trabajo sobre la cual el material inorganico no se deposito.

El material inorganico puede depositarse a un espesor suficiente para formar un recubrimiento superficial sobre el mismo cuando se calienta, en el que el recubrimiento superficial alsla la pieza de trabajo subyacente de la superficie de un troquel en contacto, inhibiendo de este modo o evitando que la superficie de la pieza de trabajo subyacente se enfrle a una temperatura que la superficie de la pieza de trabajo pueda ser mas facil de fisurar durante el trabajo en caliente. De esta manera, temperaturas mayores de trabajo en caliente se pueden correlacionar generalmente con una preferencia por espesores de recubrimiento superficial mayores. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede tener un espesor adecuado para reducir la perdida termica a partir de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede tener un espesor de 0,1 mm a 2 mm, tal como, por ejemplo, 0,5 mm a 1,5 mm y aproximadamente 1 mm. Sin querer quedar ligado a ninguna teorla en particular, el recubrimiento superficial puede reducir la perdida termica de la pieza de trabajo de aleacion y/o aumentar el deslizamiento de la pieza de trabajo respecto al troquel u otras superficies de contacto durante el trabajo en caliente. El recubrimiento superficial puede actuar como una barrera termica a la perdida termica de la pieza de trabajo a traves de conveccion, conduccion y/o radiacion. En determinadas realizaciones no limitantes, el recubrimiento superficial puede reducir la friccion superficial de la pieza de trabajo de aleacion y actuar como un lubricante, aumentando de este modo el deslizamiento de la pieza de trabajo durante una operation de trabajo en caliente, por ejemplo, forjado y extrusion. En determinadas realizaciones no limitantes, el material inorganico puede depositarse a un espesor suficiente para lubricar la pieza de trabajo durante operaciones de trabajo en caliente.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion para reducir craqueo termico puede comprender generalmente enfriar la pieza de trabajo que incluye el recubrimiento superficial. Enfriar la pieza de trabajo puede comprender enfriar el recubrimiento superficial. En determinadas realizaciones no limitantes, enfriar la pieza de trabajo puede comprender enfriar por aire la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, enfriar la pieza de trabajo puede comprender disponer una manta de ceramica, tal como, por ejemplo, una manta KAOWOOL, sobre al menos un recubrimiento superficial y al menos una parte de una superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, la superficie de la pieza de trabajo puede enfriarse a temperatura ambiente.

De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion para reducir craqueo termico puede comprender generalmente retirar al menos uno de al menos una parte del recubrimiento superficial y/o restos del recubrimiento superficial de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, el metodo puede comprender, tras el trabajo en caliente, retirar al menos uno de una parte del recubrimiento superficial y/o restos del recubrimiento superficial del producto formado por el trabajo en caliente la pieza de trabajo. Retirar el recubrimiento superficial o restos puede comprender, por ejemplo, uno o mas de chorreo con granalla, trituration, peladura y torneado. En determinadas realizaciones no limitantes, pelar la pieza de trabajo trabajada en caliente puede comprender el torneado de virutas.

Despues de la formation de la pieza de trabajo inicial, pero antes de depositar el material inorganico y/o posteriormente al trabajo en caliente de la pieza de trabajo de aleacion, un metodo no limitante de procesamiento de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion para reducir craqueo termico puede comprender generalmente calentar la pieza de trabajo y/o acabar la superficie de la pieza de trabajo. En determinadas realizaciones no limitantes, una pieza de trabajo de aleacion puede exponerse a altas temperaturas para homogeneizar la composition de aleacion y microestructura de la pieza de trabajo. Las altas temperaturas pueden estar por encima de la temperatura de recristalizacion de la aleacion pero por debajo del punto de temperatura de fusion de la aleacion. Por ejemplo, se puede calentar la pieza de trabajo a una temperatura de forjado, el material inorganico puede depositarse sobre el mismo y la pieza de trabajo puede volverse a calentar para formar un recubrimiento superficial sobre la misma. La pieza de trabajo puede calentarse antes de depositar el material inorganico para reducir el tiempo de horneado necesario para llevar la pieza de trabajo a temperatura. Una pieza de trabajo de aleacion puede acabarse superficialmente, por ejemplo, triturando y/o pelando la superficie de la pieza de trabajo. Una pieza de trabajo tambien puede lijarse y/o pulirse. Las operaciones de acabado superficial pueden realizarse antes y/o despues de cualquier paso de tratamiento opcional, tal como, por ejemplo, homogeneizacion a elevadas temperaturas.

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De acuerdo con ciertas realizaciones no limitantes, un metodo de procesamiento de un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion para reducir craqueo termico puede comprender generalmente el trabajo en caliente la pieza de trabajo. El trabajo en caliente de la pieza de trabajo puede comprender aplicar una fuerza a la pieza de trabajo para deformar la pieza de trabajo. La fuerza puede aplicarse con, por ejemplo, troqueles y/o rodillos. En determinadas realizaciones no limitantes, el trabajo en caliente de la pieza de trabajo puede comprender el trabajo en caliente de la pieza de trabajo a una temperatura de 1500 °F a 2500 °F. En determinadas realizaciones no limitantes, el trabajo en caliente de la pieza de trabajo puede comprender una operacion de forjado y/o una operacion de extrusion. Por ejemplo, una pieza de trabajo que tiene un recubrimiento superficial depositado sobre al menos una region de una superficie de la pieza de trabajo puede forjarse por recaladura y/o forjarse por extraccion. En diversas realizaciones no limitantes, el metodo puede comprender despues de formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo, el trabajo en caliente de la pieza de trabajo mediante forjado. En diversas realizaciones no limitantes, el metodo puede comprender despues de formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo, el trabajo en caliente de la pieza de trabajo mediante forjado a una temperatura de 1500 °F a 2500 °F. En diversas realizaciones no limitantes, el metodo puede comprender despues de formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo, el trabajo en caliente de la pieza de trabajo mediante extrusion. En diversas realizaciones no limitantes, el metodo puede comprender despues de formar un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo, el trabajo en caliente de la pieza de trabajo mediante extrusion a una temperatura de 1500 °F a 2500 °F.

Una operacion de forjado por recaladura y por extraccion puede comprender uno o mas secuencias de una operacion de forjado por recaladura y uno o mas secuencias de una operacion de forjado por extraccion. Durante una operacion de recaladura, las superficies de extremo de una pieza de trabajo pueden estar en contacto con troqueles de forjado que aplican fuerza a la pieza de trabajo que comprime la longitud de la pieza de trabajo y aumenta la seccion transversal de la pieza de trabajo. Durante una operacion de extraccion, las superficies laterales (por ejemplo, la superficie circunferencial de una pieza de trabajo cillndrica) puede estar en contacto con troqueles de forjado que aplican fuerza a la pieza de trabajo que comprime la seccion transversal de la pieza de trabajo y aumenta la longitud de la pieza de trabajo.

En diversas realizaciones no limitantes, un lingote de aleacion u otra pieza de trabajo de aleacion que tiene un recubrimiento superficial depositado sobre al menos una region de una superficie de la pieza de trabajo puede someterse a una o mas operaciones de forjado por recaladura y por extraccion. Por ejemplo, en una operacion tripe de forjado de recaladura y extraccion, una pieza de trabajo puede primero forjarse por recaladura y a continuacion forjarse por extraccion. La secuencia de recaladura y extraccion puede repetirse dos veces mas por un total de tres operaciones secuenciales de recaladura y extraccion. En diversas realizaciones no limitantes, una pieza de trabajo que tiene un recubrimiento superficial depositado sobre al menos una region de una superficie de la pieza de trabajo puede someterse a una o mas operaciones de extrusion. Por ejemplo, en una operacion de extrusion, puede forzarse una pieza de trabajo cillndrica a traves de un troquel circular, disminuyendo de este modo el diametro y aumentando la longitud de la pieza de trabajo. Otras tecnicas de trabajo en caliente seran evidentes para aquellos expertos en la materia y los metodos de acuerdo con la presente divulgacion pueden adaptarse al uso con una o mas de tales otras tecnicas sin la necesidad de una experimentacion indebida.

En diversas realizaciones no limitantes, los metodos desvelados en el presente documento pueden usarse para producir un lingote de seccion cuadrada forjado a partir de un lingote de aleacion sobre la forma de un lingote formado por colada, por pulverizacion o consolidado. La conversion de forjado o conversion de extrusion de un lingote a un lingote de seccion cuadrada u otro artlculo trabajado puede producir una estructura de grano mas fino en el artlculo en comparacion a la anterior pieza de trabajo. Los metodos y procesos descritos en el presente documento pueden mejorar el rendimiento de productos forjados o extruidos (tales como, por ejemplo, lingotes de seccion cuadrada) a partir de piezas de trabajo ya que el recubrimiento superficial puede reducir la incidencia de la fisura superficial de la pieza de trabajo durante las operaciones de forjado y/o extrusion. Por ejemplo, se ha observado que un recubrimiento superficial de acuerdo con la presente divulgacion proporcionado sobre al menos una region de una superficie de una pieza de trabajo puede tolerar mas facilmente la tension inducida por los troqueles de trabajo. Tambien se ha observado que un recubrimiento superficial de acuerdo con la presente divulgacion proporcionado sobre al menos una parte de una superficie de una pieza de trabajo de aleacion tambien puede tolerar mas facilmente la temperatura diferencial entre los troqueles de trabajo y la pieza de trabajo durante el trabajo en caliente. De esta manera, se ha observado que un recubrimiento superficial de acuerdo con la presente divulgacion puede mostrar cero o menos craqueo superficial mientras que la iniciacion de craqueo superficial se evita o reduce en la pieza de trabajo subyacente durante el trabajo.

En diversas realizaciones no limitantes, el lingote u otras piezas de trabajo de diversas aleaciones que tiene un recubrimiento superficial de acuerdo con la presente divulgacion puede trabajarse en caliente para formar productos que pueden usarse para fabricar diversos artlculos. Por ejemplo, los procesos descritos en el presente documento pueden usarse para formar lingotes de seccion cuadrada a partir de una aleacion a base de nlquel, una aleacion a base de hierro, una aleacion a base de nlquel-hierro, una aleacion a base de titanio, unan aleacion a base de titanio- nlquel, una aleacion a base de cobalto, una superaleacion a base de nlquel y otras superaleaciones. Los lingotes de seccion cuadrada formados a partir de lingotes trabajados en caliente y otras piezas de trabajo pueden usarse para fabricar artlculos que incluyen, pero sin limitacion, componentes de turbina, tal como, por ejemplo, discos y anillos para motores de turbina y diversas turbinas terrestres. Otros artlculos fabricados a partir de lingotes de aleacion u

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otras piezas de trabajo de aleacion procesadas de acuerdo con varias realizaciones no limitantes descritas en el presente documento pueden incluir, pero sin limitarse a, valvulas, componentes de motores, astiles y sujetadores.

Las piezas de trabajo de aleacion que pueden procesarse de acuerdo con las diversas realizaciones del presente documento pueden ser en cualquier forma adecuada. En realizaciones no limitantes particulares, por ejemplo, las piezas de trabajo de aleacion pueden comprender o estar en la forma de lingotes, lingotes de seccion cuadrada, barras, placas, tubos, preformas sinterizadas o similares.

Las diversas realizaciones no limitantes descritas en el presente documento pueden entenderse mejor cuando se leen junto con los siguientes ejemplos representativos. Los siguientes ejemplos se incluyen con fines ilustrativos y no como limitacion.

Los ejemplos 1 y 2 describen ejemplos de acuerdo con la invencion y ejemplos comparativos.

Ejemplo 1

En referencia a las FIG. 2-8, en determinadas realizaciones no limitantes de acuerdo con la presente divulgacion, la pieza de trabajo de aleacion puede comprender un lingote de aleacion cillndrico. Dos piezas de trabajo generalmente cillndricas en forma de lingotes que tienen una longitud de 103/8 pulgadas y una anchura de 6 pulgadas, como se muestra generalmente en la FIG. 2, se trataron en caliente a 2100 °F. durante 3 horas. Cada pieza de trabajo se enrollo en una manta de ceramica KAOWOOL y se dejo enfriar. Se retiro la manta de ceramico KAOWOOL. Una pieza de trabajo se enrollo en una doble capa de una manta de vidrio E, tal como se muestra en la FIG. 3. La manta de vidrio E se aseguro a la pieza de trabajo usando un alambre para embalar. se cepillo una suspension inorganica que comprendla material ATP-610 (comercializado por Advanced Technical Products, Cincinnati, OH) sobre la superficie externa de la manta. La segunda pieza de trabajo no se recubrio con ningun material. Cada una de las dos piezas de trabajo se coloco en un horno a 2040 °F durante aproximadamente 17 horas. Cada pieza de trabajo se forjo a continuacion a temperatura con respecto a una pieza de trabajo con una seccion transversal de 5 pulgadas por 4,5 pulgadas. La FIG. 4 es una fotografla de la pieza de trabajo que comprende el recubrimiento superficial durante el forjado.

La FIG. 5 traza la temperatura superficial de una pieza de trabajo durante el tiempo durante el forjado de piezas de trabajo recubiertas y no recubiertas. Como se muestra en la Figura 5, la temperatura superficial de la pieza de trabajo recubierta ("Envuelta") durante el forjado fue generalmente de aproximadamente 50 °C mas elevada que para la pieza de trabajo no recubierta ("No envuelta"). La temperatura superficial se midio usando un pirometro por infrarrojos. Las FIG. 6 y 7 son fotograflas de la pieza de trabajo recubierta y forjada (a la izquierda de ambas imagenes) y la pieza de trabajo no recubierta y forjada (a la derecha de ambas fotograflas). En la FIG. 6, hay visibles restos solidificados del recubrimiento superficial sobre la superficie de la pieza de trabajo recubierta. Mientras que la FIG. 7 muestra la pieza de trabajo recubierta despues de que los restos del recubrimiento se han retirado mediante chorreo por granalla. La consideration delas FIG. 6 y 7 muestra que a pesar de que las piezas de trabajo recubiertas y forjadas muestran alguna fisura, la incidencia de severidad de craqueo era significativamente inferior que el de la pieza de trabajo no recubierta y forjada. El craqueo sobre la pieza de trabajo recubierta y forjada se produjo cuando la manta de vidrio E se aseguro a la pieza de trabajo mediante un alambre para embalar, y se cree que el alambre para embalar podrla haber aplicado tension a la pieza de trabajo cuando se aplico la fuerza de forjado, lo que podrla haber llevado a la formation de fisuras. La mayor sensibilidad al craqueo de la pieza de trabajo forjada que carece del recubrimiento superficial es visible sobre la superficie.

Ejemplo 2

La FIG. 8 es un grafico que traza la temperatura a lo largo del tiempo durante el enfriamiento de piezas de trabajo de lingotes de 6 pulgadas de diametro y Aleacion 718 durante una operation de forjado. Cada pieza de trabajo se dejo enfriar a aire ambiente. Cada temperatura de la pieza de trabajo se midio usando termopares incorporados. La temperatura se evaluo en las siguientes posiciones sobre cada pieza de trabajo: sobre la superficie del centro de la pieza de trabajo; 0,5 pulgadas por debajo de la superficie sobre una region izquierda de la pieza de trabajo; 0,5 pulgadas por debajo de la superficie sobre una region derecha de la pieza de trabajo. Una primera de estas tres piezas de trabajo se envolvio en una manta de vidrio E asegurada a la pieza de trabajo usando un alambre para embalar. se cepillo una suspension inorganica que comprendla material ATP-790 (comercializado por Advanced Technical Products, Cincinnati, OH) sobre la superficie externa de la manta de vidrio E. Una parte de la superficie de una segunda pieza de trabajo se envolvio en una manta de vidrio E y una manta de ceramica KAOWOOL de 1 pulgada de espesor. La tercera pieza se dejo al descubierto. Las piezas de trabajo se calentaron a una temperatura de forjado y la manta de vidrio E/ suspension inorganica y la manta de vidrio E/ manta KAOWOOL sobre la primera y segunda pieza de trabajo, respectivamente, formaron un recubrimiento superficial sobre las piezas de trabajo que se adhirieron a las superficies de las piezas de trabajo.

Como se muestra en la Figura 8, la presencia de recubrimientos superficiales disminuyo significativamente las velocidades de enfriamiento de las piezas de trabajo recubiertas. Se cree que disminuir la velocidad de enfriamiento puede reducir la incidencia de craqueo superficial en la pieza de trabajo durante el forjado, extrusion u otras

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operaciones de trabajo en caliente. La pieza de trabajo sin un recubrimiento superficial se enfrlo significativamente mas rapido que las piezas de trabajo que comprendlan un recubrimiento superficial. La pieza de trabajo sin recubrimiento se enfrlo de la temperatura de forjado (aprox. 1950 °F) hasta 300 °F a 600 °F (dependiendo de la ubicacion de la medicion de temperatura) durante un periodo de menos de 3 horas. La FIG. 9 es una fotografla de la pieza de trabajo que comprende el recubrimiento superficial de la manta de vidrio E/KAOWOOL. La pieza de trabajo que comprende el recubrimiento superficial de la manta de vidrio E/suspension inorganica ATP-790 se enfrio mas rapidamente que la pieza de trabajo que comprende el recubrimiento superficial de la manta de vidrio E/manta de ceramica. La pieza de trabajo que comprende la superficie de la manta de vidrio E/suspension inorganica ATP-790 se enfrio desde la temperatura de forjado hasta 400 °F a 600 °F (dependiendo de la ubicacion de la medicion de temperatura) durante un periodo de aproximadamente de 5 a 6 horas. La pieza de trabajo que comprende el recubrimiento superficial de la manta de vidrio E/manta de ceramica se enfrio desde la temperatura de forjado hasta 400 °F a 600 °F durante un periodo de tiempo que excedio las 12 horas.

Ejemplo 3

Una pieza de trabajo de aleacion en la forma de un lingote no recubierto generalmente cillndrico de aleacion 718Plus® (UNS No. N07818) se forjo en caliente desde un diametro de 20 pulgadas hasta un diametro de 14 pulgadas. La pieza de trabajo desarrollo amplias fisuras superficiales durante la operacion de forjado. La pieza de trabajo forjada se torneo a un diametro de 12 pulgadas para retirar las fisuras superficiales. La pieza de trabajo torneada se forjo a continuacion desde 12 pulgadas a 10 pulgadas y un extremo de la pieza de trabajo se craqueo ampliamente durante el forjado. A continuacion, la pieza de trabajo se acabo superficialmente mediante chorreo de granalla y un primer extremo de la pieza de trabajo se forjo en caliente de 10 pulgadas a 6 pulgadas. Se envolvio alrededor una manta de vidrio E y se aseguro al segundo extremo de la pieza de trabajo forjada, y se coloco la pieza de trabajo en un horno a una temperatura de 1950 °F y se calento. La manta de vidrio E formo un recubrimiento superficial sobre el segundo extremo cuando se calento. La FIG. 10 es una fotografla de la pieza de trabajo parcialmente forjada y parcialmente recubierta despues de que se retirara la pieza de trabajo del horno. El extremo que comprende el recubrimiento superficial se forjo de 12 pulgadas hasta 6 pulgadas, se dejo enfriar y a continuacion se sometio a chorreo de granalla para retirar el recubrimiento superficial. El recubrimiento superficial se adhirio a la superficie del segundo extremo de la pieza de trabajo durante la operacion de forjado, reduciendo la perdida termica del segundo extremo. La FIG. 11 es una fotografla que muestra el extremo sin recubrir forjado de la pieza de trabajo (fotografla izquierda) y el extremo recubierto y forjado de la pieza de trabajo (fotografla derecha) despues del chorreo de granalla. Los puntos negros sobre la superficie de la pieza de trabajo recubierta forjada despues del chorreo por granalla son restos del recubrimiento superficial. La significante incidencia de craqueo superficial resultante del forjado es evidente en la fotografla de la pieza de trabajo no recubierta y forjada en la FlG. 11. Por el contrario, la reduccion significante en la incidencia de craqueo (es decir, la sensibilidad al craqueo significativamente reducido) de la pieza de trabajo recubierta es evidente a partir de la fotografla de la pieza de trabajo recubierta y forjada en la FIG. 11. De este modo, se cree que el recubrimiento inorganico redujo significativamente la incidencia de craqueo superficial en la pieza de trabajo durante el forjado.

Ejemplo 4

Una pieza de trabajo de aleacion en la forma de un lingote de aleacion (UNS No. R56400) de titanio Ti-6Al-4V generalmente cillndrico de 1,5 pulgadas de diametro se calento en un horno a una temperatura de 1500 °F durante 1,5 horas. La pieza de trabajo se envolvio en partlculas de vidrio que comprenden material Oxylub-327 (comercializado por Advance Technical Products, Cincinnati, OH), que tiene un intervalo de trabajo en caliente de metales de 1400-1850 °F. La pieza de trabajo se coloco a continuacion en el horno por 30 minutos adicionales, y las partlculas de vidrio formaron un recubrimiento superficial sobre la pieza de trabajo durante la operacion de calentamiento. La pieza de trabajo recubierta se forjo a continuacion tres veces en tres direcciones independientes. La FIG. 12 es una fotografla de la pieza de trabajo despues del forjado, y la superficie adherente es evidente en la fotografla. El recubrimiento superficial se adhirio a la superficie de la pieza de trabajo durante la operacion de forjado y redujo la perdida termica de la pieza de trabajo.

Claims (17)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   REIVINDICACIONES

   1. Un metodo de procesamiento de una pieza de trabajo de aleacion que comprende:

   disponer un tejido de vidrio directamente sobre al menos una parte de una superficie de una pieza de trabajo de aleacion;

   depositar partlculas de vidrio sobre al menos una parte del tejido de vidrio;

   calentar el tejido de vidrio y las partlculas de vidrio para formar un recubrimiento superficial de vidrio fundido sobre la pieza de trabajo de aleacion; y

   trabajar en caliente la pieza de trabajo de aleacion con al menos uno

   de un troquel y un rodillo, en donde el troquel o el rodillo entran en contacto con el recubrimiento superficial de vidrio fundido sobre la pieza de trabajo de aleacion.
2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, que adicionalmente comprende, antes de depositar las partlculas de vidrio, calentar la pieza de trabajo de aleacion a una temperatura predeterminada.
3. 3. El metodo de la reivindicacion 1, que adicionalmente comprende, antes de disponer el tejido de vidrio, calentar la pieza de trabajo de aleacion a una temperatura predeterminada.
4. 4. El metodo de la reivindicacion 1, en el que depositar las partlculas de vidrio comprende al menos uno de pulverizacion, cepillado, recubrimiento por flujo, aspersion, laminado e inmersion.
5. 5. El metodo de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente posicionar una manta de ceramica sobre el tejido de vidrio y las partlculas de vidrio.
6. 6. El metodo de la reivindicacion 1, que comprende calentar el tejido de vidrio y las partlculas de vidrio a una temperatura en el intervalo de 500 °F a 2500 °F (260 °C a 1371 °C) para formar un recubrimiento superficial de vidrio fundido sobre la pieza de trabajo de aleacion.
7. 7. El metodo de la reivindicacion 1, en el que la pieza de trabajo de aleacion se trabaja en caliente a una temperatura en el intervalo de 1500 °F a 2500 °F (816 °C a 1371 °C).
8. 8. El metodo de la reivindicacion 1, en el que el trabajo en caliente comprende forjar la pieza de trabajo a una temperatura en el intervalo de 1500 °F a 2500 °F (816 °C a 1371 °C).
9. 9. El metodo de la reivindicacion 1, en el que el trabajo en caliente comprende extrusionar en caliente la pieza de trabajo a una temperatura en el intervalo de 1500 °F a 2500 °F (816 °C a 1371 °C).
10. 10. El metodo de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente retirar al menos una parte del recubrimiento superficial despues del trabajo en caliente.
11. 11. El metodo de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente realizar al menos uno de chorreo por granalla, trituracion, peladura y torneado de la pieza de trabajo de aleacion despues del trabajo en caliente.
12. 12. El metodo de la reivindicacion 1, en el que el tejido de vidrio comprende una manta de fibra de vidrio.
13. 13. El metodo de la reivindicacion 1, en el que el tejido de vidrio comprende una cinta de vidrio.
14. 14. El metodo de la reivindicacion 1, en el que las partlculas de vidrio comprenden una suspension de partlculas de vidrio.
15. 15. El metodo de la reivindicacion 1, en el que la pieza de trabajo de aleacion comprende un material seleccionado a partir del grupo que comprende una aleacion a base de nlquel, una superaleacion a base de nlquel, una aleacion a base de hierro, una aleacion a base de nlquel-hierro, una aleacion a base de titanio, una aleacion a base de titanio- nlquel y una aleacion a base de cobalto.
16. 16. El metodo de la reivindicacion 1, en el que la pieza de trabajo de aleacion comprende uno de un lingote, un lingote de seccion cuadrada, una barra, una placa, un tubo y una preforma sinterizada.
17. 17. El metodo de la reivindicacion 1, en el que la pieza de trabajo de aleacion comprende un lingote de superaleacion a base de nlquel.