La guía definitiva para el estampado de metal con Inconel 718: procesos y aplicaciones

Inconel 718 es una superaleación de níquel-cromo de alto rendimiento. Destaca por su extraordinaria resistencia y capacidad para resistir la corrosión a temperaturas muy altas.

El proceso de creación de piezas estampadas de Inconel 718 es fundamental para la fabricación de componentes esenciales y duraderos para diversas industrias. Trabajar con este material presenta numerosos desafíos que requieren conocimientos específicos, similares a los necesarios para el estampado de Inconel 625. Esta guía explica las propiedades del material, cómo se estampa, qué lo dificulta y dónde se utiliza.

Un desafío único

Estampar Inconel 718 es muy diferente a trabajar con metales convencionales. Las propiedades básicas del material lo hacen complejo. Es necesario comprender estas características para fabricar piezas con éxito.

La familia de superaleaciones Inconel es conocida por funcionar bien en condiciones difíciles, y el Inconel 718 lo demuestra claramente.

• Alto límite elástico y resistencia a la tracción: Con un tratamiento térmico adecuado, el Inconel 718 alcanza una resistencia a la tracción de entre 1375 y 1400 MPa. Esto significa que se necesitan prensas y herramientas mucho más resistentes que puedan soportar fuerzas elevadas.

• Excepcional velocidad de endurecimiento por deformación: El material se endurece rápidamente a medida que se moldea durante el estampado. Esto somete a herramientas y matrices a una tensión extrema, acelerando su desgaste.

• Resistencia a altas temperaturas: Si bien esto facilita su uso final, la capacidad del material para mantenerse resistente a altas temperaturas genera mucho calor durante el conformado. Este calor puede degradar los lubricantes y acortar la vida útil de la herramienta.

• Resistencia a la corrosión: esta cualidad hace que Inconel 718 sea esencial en entornos químicos y marinos hostiles, por lo que a menudo se utiliza para piezas estampadas.

Proceso de estampación técnica

El moldeo exitoso de Inconel 718 requiere una planificación minuciosa para abordar la complejidad del material. Cada paso es importante, desde el diseño de las herramientas hasta la elección del lubricante adecuado.

Herramientas y materiales

Los aceros para herramientas comunes no funcionan con Inconel 718. Las matrices deben estar hechas de materiales muy fuertes y resistentes al desgaste, como aceros para herramientas avanzados (D2, M4) o, más a menudo, incluir insertos de carburo en puntos que se desgastan rápidamente.

El diseño de herramientas necesita curvas suaves y superficies muy pulidas para reducir la fricción, evitar que se atasque y ayudar a que el material fluya sin problemas durante el conformado.

Selección de prensa

Las prensas mecánicas o hidráulicas de alta resistencia son esenciales. Las elevadas fuerzas necesarias para cortar y dar forma al Inconel 718 requieren prensas con gran capacidad de tonelaje y bastidores muy rígidos para minimizar la flexión bajo presión.

Las prensas servoaccionadas ofrecen un mejor control sobre la velocidad y el tiempo, lo que ayuda a gestionar el calor y mejorar la calidad de la pieza.

Lubricación crítica

La lubricación podría ser la parte más importante del proceso. Los lubricantes convencionales fallan casi inmediatamente.

Según nuestra experiencia, una lubricación deficiente suele provocar fallos en las operaciones de estampación de Inconel 718. El éxito depende del uso de lubricantes de alta presión, como aceites clorados o sulfurados de alta resistencia, o de la aplicación de recubrimientos lubricantes avanzados de película seca al metal antes del estampación.

Estos lubricantes crean una barrera fuerte que evita que el Inconel se adhiera a la superficie de la matriz bajo presión y calor extremos.

Operaciones posteriores al estampado

Las piezas fabricadas con Inconel 718 suelen estamparse cuando el metal se encuentra en un estado más blando. Tras el conformado, requieren un tratamiento térmico (recocido por disolución seguido de endurecimiento por envejecimiento) para desarrollar su máxima resistencia.

Superando los principales desafíos

Prepararse y resolver problemas comunes es clave para un proceso de estampado de Inconel 718 estable y rentable. La estructura del material cambia significativamente durante el conformado, lo que genera problemas predecibles.

Desafío	Causa principal	Solución probada
Desgaste y rotura graves de herramientas	Endurecimiento extremo del trabajo y abrasión a partir de aleación de níquel.	Utilice herramientas de carburo de primera calidad, aplique recubrimientos PVD/CVD (TiN, TiAlN) a las superficies de las herramientas y reduzca la velocidad de la prensa para controlar el calor.
Springback impredecible	Alto módulo elástico y resistencia del material.	Incorpore sobrecurvado al diseño de la matriz, agregue estaciones de acuñación o ajuste o utilice servoprensas para un control preciso de la carrera en el punto muerto inferior.
Agarrotamiento y mal acabado de la superficie	Adhesión del material a la superficie de la herramienta bajo alta presión.	Pula las superficies de las herramientas hasta obtener un acabado de espejo (SPI A1/A2), utilice lubricantes especializados de alta presión y mantenga holguras precisas entre las matrices.

Inconel 718 frente a 625

Si bien ambas son aleaciones de níquel de alta calidad, el Inconel 718 y el Inconel 625 presentan diferencias clave que influyen en la elección del modelo ideal para el estampado. El estampado con Inconel 625 presenta sus propios desafíos, aunque difieren ligeramente del 718.

Las propiedades del material definidas por organizaciones líderes en ciencia de materiales como ASM International guían la elección entre estas dos aleaciones.

Característica	Inconel 718	Inconel 625
Fuerza primaria	Templable por envejecimiento, resistencia mecánica y dureza superiores.	Reforzado con solución sólida, resistencia superior a la corrosión y oxidación.
Formabilidad	Más difícil; presenta una mayor tasa de endurecimiento por trabajo.	Más dúctil y generalmente más moldeable que el 718.
Tensión de herramientas	Extremadamente alto	Alto, pero normalmente inferior al experimentado con 718.
Aplicación típica	Piezas estructurales sometidas a alta tensión (por ejemplo, discos de turbinas, sujetadores).	Piezas expuestas a la corrosión (por ejemplo, recipientes de procesamiento químico, fuelles).

Si bien Inconel 718 se elige por su máxima resistencia, los proyectos que requieren un equilibrio entre resistencia y resistencia a la corrosión excepcional a menudo utilizan Inconel 625 .

Aplicaciones y estudio de caso

Las propiedades únicas de Inconel 718 hacen que sus componentes estampados sean esenciales en industrias donde el fallo no es una opción.

• Aeroespacial y defensa: componentes de motores a reacción, sellos de turbinas, sujetadores de alta presión y escudos térmicos.
• Energía y generación de energía: piezas de turbinas de gas, hardware de reactores nucleares y pernos de alta temperatura.
• Procesamiento químico: válvulas, bombas y accesorios sometidos a alta tensión expuestos a medios corrosivos a temperaturas elevadas.

Estudio de caso: Soporte aeroespacial

Un cliente necesitaba un soporte de motor ligero y resistente para soportar condiciones extremas de tensión y calor. La pieza se fabricó originalmente mediante un costoso y lento mecanizado CNC a partir de un bloque sólido.

Creamos una solución mediante un proceso de estampación multietapa con matriz progresiva de Inconel 718. La operación empleó herramientas con insertos de carburo en una servoprensa de 800 toneladas, combinadas con un lubricante especial de película seca.

El resultado fue una pieza terminada producida mucho más rápido y a un coste mucho menor. El proceso de estampación también creó un flujo de grano beneficioso, lo que prolongó la vida útil del componente en comparación con la versión mecanizada.

Al dominar las complejidades de esta superaleación, ofrecemos componentes robustos, confiables y rentables para las aplicaciones más exigentes del mundo.