Desarrollo del proceso de fabricación de chapas de aleación de aluminio aeroespacial AA2219

Abstract

Las aleaciones de aluminio de la serie 2000 forman una familia de materiales de gran utilidad en la industria aeroespacial, utilizándose en piezas forjadas o extruidas para aeroplanos (AA2014), estructuras de aeronaves (AA2024), placas y chapas para aeronaves militares (AA2048), pistones, cabezas de cilindro y anillos de compresor para motores de aeronaves (AA2218), elementos rotatorios de alta temperatura (AA2618), fuselajes de aviones supersónicos y tanques de combustible (AA2219); las características benéficas en cuanto a la soldabilidad de esta última aleación despiertan interés en la industria aeroespacial siendo el motivo de este trabajo de investigación y desarrollo. Así, en el marco de un estudio llevado a cabo por el grupo ProInTec I&D de la Facultad de Ingeniería de la UNLP, se investigó cual sería la manera más adecuada para producir chapas de aleación de aluminio AA2219 a nivel experimental, con miras a la eventual producción a escala industrial. Por lo tanto, este trabajo tiene como finalidad encontrar el camino más adecuado para producir semielaborados en forma de chapa a partir de una aleación de aluminio de producción propia (similar a la AA2219) utilizando diferentes combinaciones de tratamientos termo mecánicos. Para esto, se estudiaron una serie de caminos de fabricación con el fin de comprobar la aptitud a la deformación del material. Inicialmente se abordaron ensayos de homogeneizado, pero no generaron un material adecuado pues se rompió en los ensayos de laminación. Se estudiaron también ensayos de laminación en frio con chapas previamente laminadas en caliente con resultados negativos pues se generan aumentos en la dureza y un defecto llamado boca de cocodrilo. Tampoco hay buenos resultados con el laminado en frio de muestras recristalizadas. Estos resultados indicaron la necesidad de encontrar un tratamiento que modifique la microestructura del material volviéndola apta para los procesos de deformación en frio. Se utilizo entonces el recocido total. Para poder observar la respuesta de la aleación AA2219 a este tratamiento, se probaron tres aleaciones con historias térmicas diferentes; por un lado, se usa un material envejecido naturalmente y, por otro lado, un material homogeneizado a 520 ºC por 90 minutos; la tercera probeta de aleación AA2219 tenía en su historia termo mecánica un 55 % de deformación en caliente, seguido de un homogeneizado de 2 horas y finalmente, una ligera deformación en frío. A las 3 condiciones se les aplico un recocido completo y luego se las somete a un proceso de deformación plástica en frio comprobándose una amplia deformabilidad sin roturas. Puede extraerse como conclusión que al aplicar el tratamiento térmico de recocido total se consigue una microestructura extremamente dúctil pues permite deformar en frio placas de aleación AA2219, sin importar la historia térmica previa, llegando a reducir el espesor hasta un 97% sin roturas ni defectos visibles.