La fusione dei velivoli supera la reattività
Le leghe Ti sono largamente usate nel settore aerospaziale per la loro resistenza eccellente, bassa densità, resistenza alla corrosione e durata. I componenti di grandi dimensioni in Ti sono in genere realizzati con trattamento termochimico. Nonostante i costi elevati, al momento è preferibile alla fusione - più economica - per la maggiore qualità e affidabilità del prodotto. Un consorzio cinese ed europeo ha avviato il progetto COLTS ("Casting of large Ti structures") per migliorare la qualità dei prodotti fusi e ridurre ulteriormente i costi. La fusione è un processo durante il quale il metallo fuso viene versato in uno stampo cavo e il materiale viene raffreddato per raggiungere una forma solida. Il team cinese ha portato esperienza completa nella fusione e nella saldatura a fascio elettronico delle leghe di Ti. Ciò è stato completato dall'esperienza del gruppo europeo nella modellazione computerizzata della fusione e della saldatura e nella valutazione delle microstrutture e delle proprietà dei materiali. I dimostratori selezionati erano un ampio cilindro, una cornice con spazio cubico, un telaio di una porta e connettori trasversali che contenevano molti componenti con pareti sottili. Le leghe in Ti fuso sono altamente reattive e devono essere fuse in condizioni speciali che limitino la loro temperatura. Ciò, dal canto suo, rende difficile il riempimento delle cavità dello stampo, in particolare per fusioni sottili e/o di grandi dimensioni. I ricercatori hanno applicato il rivestimento a base di metallo a cere forti sviluppate dal consorzio per realizzare gli stampi definitivi per la fusione delle parti con una minima distorsione della cera. I rivestimenti hanno inibito significativamente la reattività con la lega fusa. I componenti saldati e fusi hanno mostrato capacità promettenti di soddisfare le esigenze di dimensioni, finiture superficiali e proprietà meccaniche. La modellazione successiva suggerisce che i processi possono essere ottimizzati per raggiungere la piena soddisfazione. I componenti del progetto sono ora in mostra al museo dell'Agenzia spaziale europea nei Paesi Bassi, a indicare il significato dei risultati. La tecnologia di fusione del Ti COLTS presto comporterà componenti a basso costo e ad alte prestazioni più leggeri per il settore aerospaziale, con minor impatto ambientale per tutta la durata del prodotto. I risultati daranno una spinta al settore aerospaziale dell'UE e offriranno applicazioni importanti per diversi altri settori che sfruttano il Ti.
Parole chiave
Titanio, Ti, leghe, aerospaziale, pressofusione, stampo, modellazione, dimostratori, rivestimento, cere
