¿Cómo evaluar si un componente de superaleación cumple los requisitos de calidad de mecanizado?
Evaluar la calidad del mecanizado de un componente de superaleación requiere un protocolo de inspección multifacético que va mucho más allá de simples verificaciones dimensionales. Dado que estos componentes tienen aplicaciones críticas en industrias como la aeroespacial y de aviación y la generación de energía, el aseguramiento de la calidad debe verificar la precisión geométrica, la integridad superficial, las propiedades del material y la documentación.
Verificación Dimensional y Geométrica Integral
La primera etapa de evaluación consiste en confirmar que el componente cumple con el plano de diseño. Esto implica el uso de Máquinas de Medición por Coordenadas (CMM) para validar dimensiones críticas, tolerancias geométricas (planitud, circularidad, concentricidad) y estructuras de referencia. Para superficies libres o formas complejas, pueden emplearse escaneo láser o comparadores ópticos. Es fundamental recordar que una pieza puede medir correctamente inmediatamente después del mecanizado pero deformarse más tarde debido a tensiones residuales. Un indicador clave de un buen control de proceso es la estabilidad dimensional a lo largo del tiempo, razón por la cual un tratamiento térmico de alivio de tensiones suele ser un paso innegociable en el proceso, especialmente entre el desbaste y el acabado.
Evaluación Crítica de la Integridad Superficial
En el caso de las superaleaciones, el estado de la superficie y la subsuperficie es tan importante como sus dimensiones. La evaluación debe detectar cualquier evidencia de daño inducido por el mecanizado que pueda actuar como punto de nucleación para grietas por fatiga. Esto incluye:
Acabado Superficial: Medir Ra (rugosidad promedio) y Rz (altura media pico-valle) para garantizar que cumplan con las especificaciones. Un acabado excesivamente rugoso derivado de un acabado superficial tal como mecanizado incorrecto puede reducir drásticamente la vida útil a fatiga.
Microgrietas y Desgarros: Usar inspección por líquidos penetrantes (ensayo de tintas) o inspección penetrante fluorescente (FPI) para revelar defectos superficiales invisibles a simple vista.
Endurecimiento por Trabajo y Capa Blanca: El seccionamiento metalográfico y el ataque químico pueden revelar una capa endurecida por trabajo o una frágil “capa blanca” en la superficie, ambas perjudiciales. Esto es especialmente importante tras operaciones intensivas como el servicio de rectificado CNC.
Rebabas y Bordes Vivos: Inspección visual y táctil de rebabas, que actúan como concentradores de tensiones. Su ausencia suele indicar un proceso bien optimizado y un proceso eficaz de pulido y desbarbado.
Validación del Material y la Condición Metalúrgica
Verificar que el proceso de mecanizado no haya degradado el material base es esencial. Esto implica:
Certificación del Material: Asegurar que el grado del material base (por ejemplo, Inconel 718) y el número de colada sean correctos y trazables.
Verificación de Dureza: Realizar pruebas de dureza en áreas designadas para garantizar que el componente no se haya ablandado o endurecido involuntariamente por el calor del mecanizado.
Verificación del Tratamiento Térmico: Revisar los certificados de cualquier tratamiento térmico posterior al mecanizado para asegurar que se haya realizado conforme a la especificación correcta (por ejemplo, AMS 2750).
Revisión Funcional y Documental
El paso final de la evaluación garantiza que la pieza sea apta para su función y esté completamente documentada. Esto incluye la revisión de cualquier tratamiento superficial aplicado, como un recubrimiento PVD, para verificar su adhesión, espesor y cobertura. Un proveedor de servicio integral entregará un paquete de datos completo, que incluye informes de inspección de primera pieza (FAIR), certificados de material, certificados de tratamiento térmico e informes de END (ensayos no destructivos), proporcionando trazabilidad completa desde el bloque inicial hasta la pieza terminada. Este nivel de documentación es crítico para los componentes producidos bajo contratos de fabricación de bajo volumen o servicio de producción en masa en industrias reguladas.
