Método para remover una capa afectada por trabajo formada sobre la superficie de una aleación a base de TiAl mediante trabajo mecanizado.

Un método para remover una capa afectada por trabajo, comprendiendo el método:

un paso de sumergir una aleación a base de TiAl, que tiene una capa afectada por trabajo formada sobre una superficie de la misma mediante mecanización, en una solución mordiente que comprende concentraciones predeterminadas de ácido fluorhídrico y de ácido nítrico, donde

(i) la capa afectada por trabajo tiene un espesor en el intervalo de 5 μm a 20 μm,

(ii) dentro de la solución mordiente,

la concentración del ácido fluorhídrico no es menor de 5 g/L ni mayor de 56 g/L, y

la concentración del ácido nítrico se selecciona dentro de un intervalo de no menos de 50 g/L a no más de 260 g/L de acuerdo con una combinación de una concentración del ácido fluorhídrico dentro de la solución mordiente y una temperatura del tratamiento de mordentado,

(iii) la temperatura de la solución mordiente está dentro de un intervalo de 20 °C a 40 °C,

(iv) la velocidad de mordentado está dentro de un intervalo de 1 μm/minuto a 15 μm/minuto, y

(v) el tiempo de mordentado está dentro de un intervalo de desde 10 minutos a 30 minutos.

Método para remover una capa afectada por trabajo formada sobre la superficie de una aleación a base de TiAl mediante trabajo mecanizado

[Campo técnico]

La presente invención se refiere a un método para remover una capa afectada por trabajo, y se refiere particularmente a un método para remover una capa afectada por trabajo formada sobre la superficie de una aleación a base de TiAl mediante trabajo mecanizado.

[Técnica anterior]

Convenientemente, las aleaciones a base de Ni se han usado como material base para las aspas del motor de las aeronaves, pero en los últimos años ha sido posible el uso de aleaciones a base de TiAl, que exhiben una alta resistencia específica.

Sin embargo, como se divulga en la Cita de Patente 1, las aleaciones a base de TiAl exhiben una mala conformabilidad y son difíciles de cortar. Además, las aleaciones a base de TiAl son más frágiles que las aleaciones a base de Ni, y tienden a ser propensos a la generación de una capa afectada por trabajo sobre la superficie trabajada cuando se realiza trabajos mecanizados tal como corte o trituración.

Una capa afectada por trabajo posee dureza aumentada en comparación al material base, y por lo tanto la superficie de una aleación a base de TiAl con una capa afectada por trabajo formada sobre ella tiende a ser propensa a quebrarse.

[Listado de citas]

[Literatura de patente]

Cita de patente 1: Solicitud de patente japonesa no examinada, N.° de publicación Hei 6-269927 (párrafo [0003])

[Divulgación de la invención]

[Problema técnico]

Se tienen en cuenta ahora las condiciones de mecanización que no dan por resultado la formación de una capa afectada por trabajo, salvo con la tecnología actual, donde es difícil realizar el trabajo mecanizado con absolutamente ninguna formación de una capa afectada por trabajo. Además, no se ha desarrollado técnica alguna para remover eficazmente una capa afectada por trabajo formada en la superficie de una aleación a base de TiAl.

En los casos donde se forma una capa afectada por trabajo sobre la superficie de una aleación a base de TiAl, puede usarse un método para remover la capa afectada por trabajo mediante la inmersión de la aleación en una solución mordiente. Sin embargo, cuando se sumerge una aleación a base de TiAl en una solución mordiente, tienden a generarse defectos tales como grandes orificios de erosión y fisuras que poseen un efecto adverso sobre el material base.

La presente invención ha sido desarrollada a la luz de estas circunstancias, y tiene el objetivo de proporcionar un método para remover una capa afectada por trabajo formada sobre la superficie trabajada de una aleación a base de TiAl (material base) mediante trabajo mecanizado, sin ejercer ningún efecto adverso sobre el material base.

[Solución al problema]

A fin de lograr el objetivo anteriormente mencionado, la presente invención proporciona un método para remover una capa afectada por trabajo, incluyendo el método un paso de sumergir una aleación a base de TiAl que tiene una capa afectada por trabajo formada en su superficie mediante trabajo mecanizado en una solución mordiente que contiene concentraciones predeterminadas de ácido fluorhídrico y ácido nítrico, donde dentro de la solución mordiente, la concentración del ácido fluorhídrico no es menor a 5 g/L ni mayor a 56 g/L, y la concentración del ácido nítrico se selecciona dentro de un intervalo de no menos que 50 g/L a no más de 260 g/L de acuerdo con una combinación de la concentración del ácido fluorhídrico dentro de la solución mordiente y la temperatura del tratamiento de mordentado.

Dentro de la capa afectada por trabajo, los granos se han movido y comprimido, significando que los límites de los granos están más cercanos. Como resultado, el mordentado que se origina en los límites de granos tiende a ocurrir inmediatamente. En la presente invención, al utilizar una solución mordiente que contiene ácido fluorhídrico y ácido nítrico en una proporción predeterminada, puede suprimirse la ocurrencia de efectos de superficie tales como

grandes orificios de erosión y fisuras que tienen efecto adverso sobre el material base, mientras que la capa afectada por trabajo preferentemente se elimina.

En un aspecto de la invención anteriormente descrita, se prefiere que el ácido fosfórico sea también agregado a la solución mordiente. Al emplear este aspecto, la superficie del material base luego del tratamiento de mordentado puede proporcionarse con un acabado más suave.

[Efectos de la invención]

De acuerdo con la presente invención, puede removerse eficazmente una capa afectada por trabajo sin dañar el material base.

[Breve descripción de los dibujos]

[FIG. 1] Fotografía en sección transversal de un material base que ha sido cortado de acuerdo con un ejemplo.

[FIG. 2] Un diagrama que ilustra la distribución de la dureza de una capa afectada por trabajo y un material base.

[FIG. 3] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego del tratamiento de mordentado en una solución mordiente A.

[FIG. 4] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego del tratamiento de mordentado en una solución mordiente B.

[FIG. 5] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego del tratamiento de mordentado en una solución mordiente C.

[FIG. 6] Diagrama esquemático que ¡lustra el enmascaramiento de media pieza de prueba.

[FIG. 7] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba con el enmascaramiento removido tras un tratamiento de mordentado.

[FIG. 8] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (35 °C) de acuerdo con las condiciones 1.

[FIG. 9] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (35 °C) de acuerdo con las condiciones 2.

[FIG. 10] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (35 °C) de acuerdo con las condiciones 3.

[FIG. 11] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (35 °C) de acuerdo con las condiciones 4.

[FIG. 12] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (35 °C) de acuerdo con las condiciones 5.

[FIG. 13] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (35 °C) de acuerdo con las condiciones 6.

[FIG. 14] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (35 °C) de acuerdo con las condiciones 8.

[FIG. 15] Un diagrama que ¡lustra el efecto de la relación entre la concentración de ácido fluorhídrico y la concentración de ácido nítrico sobre la estructura luego del tratamiento de mordentado (35 °C).

[FIG. 16] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente de un ejemplo comparativo.

[FIG. 17] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (50 °C) de acuerdo con las condiciones 9.

[FIG. 18] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (50 °C) de acuerdo con las condiciones 10.

[FIG. 19] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (50 °C) de acuerdo con las condiciones 11.

[FIG. 20] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (50 °C) de acuerdo con las condiciones 12.

[FIG. 21] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (50 °C) de acuerdo con las condiciones 13.

[FIG. 22] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la inmersión durante 10 minutos en una solución mordiente (50 °C) de acuerdo con las condiciones 14.

[FIG. 23] Un diagrama que ilustra el efecto de la relación entre la concentración de ácido fluorhídrico y la concentración de ácido nítrico sobre la estructura luego del tratamiento de mordentado (50 °C).

[FIG. 24] Fotografía en sección transversal de una pieza de prueba luego de la... [Seguir leyendo]

1. Un método para remover una capa afectada por trabajo, comprendiendo el método:

un paso de sumergir una aleación a base de TiAl, que tiene una capa afectada por trabajo formada sobre una superficie de la misma mediante mecanización, en una solución mordiente que comprende concentraciones predeterminadas de ácido fluorhídrico y de ácido nítrico, donde

(i) la capa afectada por trabajo tiene un espesor en el intervalo de 5 pm a 20 pm,

(ii) dentro de la solución mordiente,

la concentración del ácido fluorhídrico no es menor de 5 g/L ni mayor de 56 g/L, y

la concentración del ácido nítrico se selecciona dentro de un intervalo de no menos de 50 g/L a no más de 260 g/L de acuerdo con una combinación de una concentración del ácido fluorhídrico dentro de la solución mordiente y una temperatura del tratamiento de mordentado,

(¡ii) la temperatura de la solución mordiente está dentro de un intervalo de 20 °C a 40 °C,

(iv) la velocidad de mordentado está dentro de un intervalo de 1 pm/minuto a 15 pm/minuto, y

(v) el tiempo de mordentado está dentro de un intervalo de desde 10 minutos a 30 minutos.

2. El método de la reivindicación 1, donde el ácido fosfórico se agrega también a la solución mordiente.

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