Trabajo 1: procesos sav
Tema Profesor Asignatura Integrantes
Fecha Entrega
: Metalurgia de los polvos : Sr. José Emilio López Silva : Procesos sin arranque de viruta : Javier Troncoso Ibarra Pedro Zapata Muñoz : 15 de Mayo de 2012
CONCEPCIÓN - CHILE 2012
Metalurgia de los polvos 1
INDICE
Introducción .............................................. ............................................................................................ .............................................. 2 Resumen ................................................... ................................................................................................. .............................................. 3 Proceso de Pulvimetalurgia ....................................................... .................................................................... ............. 4 Principios................................................................................................. 5 Proceso ............................................ .............................................................................................. ....................................................... ..... 6 Característica de los polvos ............................................... .................................................................... ..................... 8 Mezcla ................................................. ............................................................................................... .............................................. 9 Compactado ................................................ .................................................................................... .................................... 10 La sinterización ..................................................................................... ..................................................................................... 12 Importancia de los procesos de Pulvimetalurgia Pulvimetalurgi a ..................................15 ..................................15 Operaciones de d e acabado - Aplicaciones ........................................... .............................................. ...17 17 Producción y caracterización caracterizac ión de los polvos .......................................... ..........................................19 19 Métodos para producir polvos ..............................................................20 .............................................................. 20 Conclusión ................................................ ............................................................................................ ............................................ 23 Bibliografía ................................................ ............................................................................................ ............................................ 24
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INTRODUCCION
Sin duda que el metal, si no es uno de los materiales más usados en la industria, pues pega en el palo. Y es que dentro de las múltiples formas para trabajar este material, puede ser a través de la metalurgia de los polvos, o como comúnmente se le llama, el proceso de Pulvimetalurgia; que es uno de los más conocidos dentro de la gama de formas para trabajar el metal. A grandes rasgos es el uso de polvos metálicos para la fabricación de piezas de determinada índole. Es por ello que al remontarse al preludio del uso de esta técnica se debe remontar a varios centenares de años atrás, pero no fue sino apenas en el siglo pasado qué, por causas o acción de los avances tecnológicos de aquella época de II Guerra Mundial, la Pulvimetalurgia sufrió un proceso de auge. Desde ese momento y por acción derivada de los continuos avances, la calidad y la utilidad de piezas metálicas hoy por hoy, su industria va en crecimiento rápidamente en comparación a otros procesos de manufactura de piezas metálicas. Es por ello que en este informe se dará a énfasis al proceso como tal, desde sus inicios, e interpelando el “por qué” utilizar esta técnica y sus productos basados en piezas hechas con tecnología de polvos de metal. A la vez el mostrar estas piezas y su uso cotidiano no deja de ser menos importante.
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RESUMEN
El proceso de Pulvimetalurgia es un proceso de conformación metálica, ejemplo de ello son la forja o el moldeo. Lo positivo y más rescatable de este proceso es el control de exactitud dimensional que presentan las piezas. Este proceso abarca desde las etapas de obtención de los polvos metálicos hasta las piezas terminadas, es decir, producción de polvos, mezcla, compactado, sintetizado, acabado . Una vez ya obtenido los polvos metálicos el proceso se acota en tres partes esenciales:
La mezcla: Se deben mezclar los polvos metálicos con sus respectivos aditivos, esto dependerá del tipo de propiedades que se les quieran conferir. Es importante lograr una homogeneidad en los componentes El Compactado: Es decir, se compacta la mezcla y finalmente se obtiene una forma y tamaño estipulado para la pieza. Lo importante a destacar es que se requiere de cohesión de los componentes para seguir con la próxima etapa. El sintetizado: Quiere decir que las piezas son dirigidas al horno con una temperatura controlada y sabida para el proceso, generalmente no debe exceder el punto de fundición de metal base. En esta fase, los enlaces entre cada átomo, se vuelven más fuertes entre sí; desde un enlace mecánico a enlace metalúrgico , confiriéndole así propiedades de resistencia. Acabado: Es simplemente dejar la pieza a punto con sus tolerancias requeridas y que se pueda desarrollar con un óptimo desempeño de sus capacidades.
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PROCESO DE PULVIMETALURGIA
Este proceso consiste en prensar una cantidad determinada y estudiada de polvos metálicos para darle alguna forma específica, el proceso de prensado se logra por medio de prensas similares a la de procesos cotidianos de forjado. Por otro lado los polvos deben ser sometidos a un tratamiento térmico en un horno antes del proceso de prensado. Se busca con esto sintetizar la cantidad de polvos y crean una unión de sus moléculas. En un primer momento se le confirieron trabajos menores como la formación de alambres muy duros y resistentes para trabajarlos. Pero a través de tiempo se le ha ido dando más énfasis en sus propiedades por lo que hoy por hoy es común para la fabricación de piezas pequeñas, ya que se puede fabricar ciertos materiales que por otros medios resultaría tedioso y casi imposible. Los puntos de fusión de los metales son 3000°C para el Tungsteno, en cambio en Titanio trabaja a 2996°C y el Molibdeno a 2620°C, lo cual se concluye que son muy difíciles de trabajar. Este proceso es una forma eficaz y practica de refinar y fabricar piezas de metales como los mencionados anteriormente. Son muy utilizados en la industria eléctrica derivado de que es posible en él la combinación de materiales metales y no metales, y aunque su precio es alto; es preferible pagar un costo por los beneficios entregados por este tipo de proceso.
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PRINCIPIOS
Toma polvos metálicos con ciertas características como tamaño del grano, forma y empaquetadura del mismo, para luego poder moldear una figura de alta dureza y precisión. Los pasos que logran el éxito de una pieza va desde la compactación del polvo y la consiguiente unión termal de sus partículas por sintonización. Un “pro” que tiene este proceso entre los muchos que se enumeraran en un
futuro, es que se basa en unas operaciones automáticas. Con ello se puedes desglosar muchos aspectos positivos como, alto uso de los materiales, bajo costo, consumo de energía operacional bajo, y además al ser un proceso automático no hay fatiga del operario a cargo ya que la maquina es la que hace el proceso. Esto lo hace un proceso valorable para toda industria ya que tiene un alto índice de productividad, bajo consumo energético y ato consumo en las materias primas. Otro aspecto muy valorable es que el área se mantiene en constante evolución lo que radica en su actualización continua de los procesos y materiales nuevos, todo ello conjuga en que es posible que entregue un amplio espectro de nuevos materiales, microestructuras y propiedades nuevas.
Imagen 1.- Ilustración proceso de triturado para la obtención de polvos.
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PROCESO
Todo el proceso de la industria de la metalurgia de los polvos tiene su origen con los procesos por el cual se fabrican los polvos metálicos. Existe una gran gama de procesos que conducen a la producción de polvos para metales. Entre los más comunes y de los cuales la producción de polvos se lleva la gran mayoría, están: Reducción a Estado Sólido Reduction , este es el proceso más común que se utiliza en la O Solid State Reduction industria de metalurgia de los polvos, para la producción de polvo de hierro. Esta es la materia prima para cualquier producto en este tipo de proceso; posterior a ello es aplastada, mezclada con carbón y pasada a un horno continuo donde reacciona. Ipso facto este proceso deja una especie de torta esponjada de hierro, que después se aplasta nuevamente, con ello se consigue separar los materiales no metálicos y posteriormente se pasa el producto en un tamiz para separar el polvo (clasificar). Debido a la ausencia de refinación, la pureza que pueda tener el polvo dependerá simplemente del tipo de materia prima ocupada. En este mismo proceso puede ser ocupado para la fabricación de polvo de cobre.
Electrólisis Escogiendo las condiciones apropiadasposición y fuerza del electrólito, corriente, densidad, temperatura, entre otros; muchos metales pueden sufrir el cabio de estado y transformarse en polvos metálicos. Este tipo de proceso, puede requerir para su éxito, otros procesos alternativos para lograr propiedades deseadas. Generalmente es común dársele como material base el polvo de cobre, pero también es posible usar cromo y manganeso. Lo que es realmente destacable en este proceso son la alta pureza y la alta densidad alcanzada por los polvos.
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Atomización En este tipo de proceso, el metal fundido es separado por medio de pequeñas goteras que posteriormente son congeladas de forma muy rápida, esto para buscar que entren en contacto entre ellas o con una superficie sólida. El principal método para desintegrar es a través de una delgada corriente de metal es someterla al impacto por golpes de gas (aire, nitrógeno, argón) o liquido (agua) y así variando parámetros del proceso se puede controlar el tipo y tamaño de partículas. Imagen 2.- Aparato utilizado para el secado de las partículas de polvos por proceso de atomización.
En principio la técnica es aplicable para todos los metales que se puedan fundir pero es comercialmente utilizada para la producción de polvos de Hierro, Cobre, Aceros, Bronce, Aluminio, Plomo y Zinc. Además de estos tres procesos , hay varios que están obteniendo una creciente aceptación, debido a sus aplicaciones. Los Procesos de Electrodo Rotatorio y Trituración Mecánica son ejemplos representativos de estos métodos. El primero de Electrodo Rotatorio tiene la gran ventaja de que se puede ejecutar en envases cerrados, con atmósfera controlada e inclusive en el vacío, con esto se obtiene un polvo muy puro y limpio, además permite trabajar con metales altamente reactivos. El Proceso de Trituración Mecánica tiene gran aplicabilidad en la producción de polvos extremadamente finos. Esto se alcanza con la pulverización mecánica en un molino de bolas. Para este proceso se acostumbra utilizar como materia prima metales que ya hayan sido pulverizados. La finura de los polvos producidos por este método, le ha representado un incremento en su uso sobre todo para la fabricación de polvos finos para el moldeo por inyección (Método nuevo de la metalurgia de d e polvos).
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CARACTERISTICA DE LOS POLVOS
Los futuros procesos y el resultado final alcanzado después del sinterizado están altamente ligados con las características del polvo tales como: tamaño de las partículas, forma de las partículas, estructura y condición de la superficie. Una de las propiedades más importantes de los polvos es la Densidad Aparente; esto se debe a que la dureza alcanzada en el compactado depende directamente de la Densidad Aparente. A su vez esta característica depende de la forma y de la porosidad promedio de las partículas. Una vez se tiene el polvo empieza el proceso de fabricación de la pieza deseada. Este proceso está compuesto por básicamente tres etapas - la mezcla, el compactado y la sinterización. Cada una de estas etapas contribuye en las características finales de la pieza.
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La mezcla En esta etapa de mezclado se debe alcanzar una homogeneidad de los materiales que conformaran la pieza, posteriormente se añade algún lubricante que busca como función esencial reducir los índices de fricciones entre el polvo metálico y las superficies de las herramientas que se utilizan en el proceso. El lubricante debe ser vertido en la etapa de compactación con el fin de conseguir una densidad uniforme en todo el compactado. El reducir la fricción entre los componentes es importante ya que ayuda a la eyección de el en el compactado, así se evita que se formen grietas. Es importante considerar la elección del lubricante que se utilizara, debido que una mala elección puede ser significado de malos efectos que resulten perjudicial en dureza en el material durante el compactado. Por otra parte si se aumenta la cantidad de mezclado o sobre mezclar el material, puede resultar perjudicial para la densidad aparente y reducir la dureza del material a priori el sintetizado
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El Compactado La mezcla es introducida en un molde de acero o carburo rígido y presionado para obtener la forma deseada. La presión a la cual se somete la mezcla durante esta etapa es de 150-900 MPa. La mezcla debe ser presionada lo suficiente para que soporte la fuerza de la eyección del molde y que pueda ser movida antes del sinterizado. El compactado es una etapa muy importante ya que la forma y las propiedades mecánicas finales de la pieza están fuertemente relacionadas con la densidad al presionar. Debido a que los polvos metálicos bajo presión no se comportan como líquidos, la presión no es transmitida uniformemente por el molde y hay virtualmente cero flujo lateral. Por esto, la obtención de buenas densidades en la pieza depende en un alto grado de el diseño de la herramienta que aplica la presión. Las siguientes son consideraciones que se deben tener al diseñar una herramienta para el compactado. • Relación entre longitud y ancho. La presión aplicada y por ende la
densidad decrece a lo largo de la pieza. La compactación de doble lado (se aplica presión por los dos lados de la mezcla) mejora la distribución de la presión pero sigue dejando una región en la mitad de la pieza con menos densidad. Por esto relaciones entre largo y ancho de piezas superiores a 3:1 3 :1 no son recomendadas. recomendada s. • Cambios bruscos en las secciones se deben omitir, debido que producen
más estrés, lo que puede llevar a fracturas en la pieza. • La complejidad en la forma de la pieza y el número de operaciones de
presión que se necesitan entran en juego para la velocidad en que se puede fabricar una pieza. Prensa hidráulica utilizada para hacer la operación del compactado. • La fricción entre los granos del polvo y las paredes del molde reduce
progresivamente la transmisión de presión y por lo tanto la densidad obtenida a lo largo de la pieza. Es tos efectos se pueden minimizar con la ayuda de buenos lubricantes. • La curva de densidad vs. Presión aplicada sigue una relación hiperbólica.
Por esta relación se debe buscar la presión a la que la densidad es óptima ya que una mayor presión presentaría un efecto negativo en la densidad. El compactado del polvo a temperaturas normales y sin un ambiente controlado es muy útil, por su bajo costo, para la fabricación de muchas piezas; sin embargo tiene grandes limitantes en materia de la densidad del compactado. Por esta razón se han desarrollados varios métodos que mejoran esta y otras propiedades del compactado.
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Compactado semi-caliente (warm compaction) Este tipo de compactación permite aumentar la densidad del compactado de manera favorable con un costo extra muy bajo. Este método utiliza todo el procedimiento convencional de conformado por polvos. Lo único que requiere es que al proceso, ósea molde con mezcla y toda herramienta utilizada sea calentada a una temperatura de entre los 1300°C a 1500°C. Es por ello que una forma de bajar la fricción y el porcentaje en peso de la mezcla es con un lubricante. Con este método se aumenta la resistencia en un 10% en cambio al proceso normal.
Presionado en caliente (sinterización a presión) Se utiliza a temperaturas elevadas ya que a altas temperaturas hacen que los metales sean más blandos y así se compactan de manera más fácil a una densidad mayor sin la necesidad de subir la presión. Generalmente posteriormente a la sinterización a presión se recomienda un sintetizado normal de la pieza ya que aumenta las propiedades existentes de la pieza. Una desventaja es su elevado costo por lo que su demanda es baja. Es requerido el uso de moldes especiales para su utilización, una atmosfera controlada. Es usada para la producción de metales duros y herramientas de corte hechas con diamante.
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LA SINTETIZACIÓN Esta etapa de sintetizado es esencial para el proceso de Pulvimetalurgia, pues es en la sinterización en donde las piezas adquieren propiedades tales como fuerza y/o resistencia para la función predeterminada a la que fueron fabricadas. Este término tiene literalmente la siguiente definición: “Es el tratamiento térmico de un polvo compactado a una temperatura inferior a la temperatura de fusión de la base que tiene la mezcla. Busca esencialmente de incrementar valores de fuerza y resistencias de la pieza creando enlaces moleculares fuertes”
Para describir este proceso sin basarse en la parte técnica y química, solo queda por decir que ocurre una difusión atómica de las partículas y las partes que son unidas en el proceso de compactación que se fortalecen y crecen hata forman una pieza homogénea. Al hacer un proceso de re-cristalización se busca que la porosidad en el material decrezca. Se logra con una atmosfera controlada y a temperaturas de entre 60% y 90% de la temperatura de fusión. Se debe llevar por ende un control sobre el tiempo de calentamiento, temperatura y atmosfera para obtener resultados que son requeridos. Una herramienta necesaria para lograr una buena temperatura o más bien un buen proceso de sinterización es por medio de un horno eléctrico, y con ello se incrementa la resistencia de las piezas. Las atmósferas controladas son una parte esencial en casi cualquier proceso de sinterización ya que previenen la oxidación y otras reacciones que no conviene al proceso. Algunas de las atmósferas más usadas son las compuestas con hidrógeno seco o con hidrocarburos sometidos parcialmente a la combustión. Ya si se requieren usos más especiales y que puedan soportar el incremento en el costo de la atmósfera se pueden utilizar las llamadas atmósferas sintéticas. Debido a que son producidas mezclando cuidadosamente Nitrógeno con Hidrógeno y con gas de hidrocarburos para la sinterización de aceros. Estos tipos de atmósferas tienen las ventajas de ser mucho más limpias, tener mayor adherencia al material sinterizado y un nivel muy bajo de vapor de agua. Hay diferentes tipos de sinterizado que se pueden aplicar según sea el caso, ya sea que se requiere bajar costo, aumentar propiedades de la pieza, trabajar con un material especial, etc.
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Temperaturas de sintetizado Materiales Materia les Temperatura Temper atura (°C) (°C) Hierro/Acero 1100 – 1300 Aleaciones de aluminio 590 – 620 Cobre 750 – 1000 Latón 850 – 950 Bronce 740 - 780 Metales duros 1200 - 1600 Sintetizado-Endurecimiento Se hace el tratamiento térmico del sintetizado y después se somete a una baja rápida de temperatura. Esto es posible gracias a los avances tecnológicos que se han logrado en los hornos para sintetizarlos que permiten descender la temperatura hasta de 500°C/seg. El resultado de esta operación en las piezas de acero es una estructura homogénea martensitica. Además de este excelente resultado también se obtienen tolerancias dimensionales muy precisas. Estas dos propiedades adquiridas durante el proceso de Sinterización-Endurecimiento permiten al proceso pasar de largo varios procesos a posteriori la sinterización.
Sinterización en vacío Este tipo de sintetizado es un tipo especial de proceso con una atmosfera controlada y desde el punto de vista científico es mejor que las otras. Una de las dificultades es mantener el proceso de “vacío” en el sistema, es por ello que al
hablar de sintetizado al vacío es un supuesto ya que es una utopía haciendo casi imposible el automatizar elevando los costos. Este proceso es estándar para algunas aplicaciones especiales y raras que demandan trabajo en vacío. Es usada para el tratamiento de aceros y metales de alta aleación.
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Como ya se mencionó anteriormente, en algunos casos es necesario hacer operaciones post-sintetizado ya sea por perdida o aumento de tolerancias dimensionales o porque el uso de la pieza requiere un tratamiento adicional. Algunas de estas operaciones post-sintetizado son:
Re-compactado: Tiene que ver con que las piezas sufren cambios dimensionales en el sintetizado. Para contrarrestar este efecto negativo y en algunos casos para incrementar la densidad de la pieza, es por ello que se utiliza el Re-Compactado. Como su nombre lo dice, consta de volver a compactar la pieza, ello radica en devolver sus dimensiones iniciales y aumentando la densidad aunque muy ínfimo.
En algunos casos también se puede utilizar el Re-Compactado en caliente, dándole así mas densidad lo que mejora sus propiedades mecánicas, aunque el problema radica en que el control en las dimensiones no es buena.
Infiltración: Este es un método para mejorar la resistencia de materiales porosos que consisten en llenar los poros que queden con algún metal líquido que tenga un punto de fusión menor al metal. No necesita ejercer presión en los poros, y son usadas en piezas ferrosas.
Este método también es utilizado para producir materiales compuestos con propiedades eléctricas especiales como Tungsteno/Cobre y Molibdeno/Plata.
Impregnación: Este término es análogo al de infiltración pero en vez de llenar los poros con materiales metálicos se utilizan materiales orgánicos.
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IMPORTANCIA DE LOS PROCESOS DE PULVIMETALURGIA
Esta versatilidad para aplicar diferentes tratamientos a las piezas que salen del proceso de Pulvimetalurgia le da una gran ventaja a este método de fabricación de piezas. Aunque el uso de la Pulvimetalurgia tiene su mayor uso con metales comunes, también tiene aplicaciones con otros tipos de materiales. Los metales refractarios, metales con alta temperatura de fusión, son muy difíciles de producir llevándolos a la temperatura de fusión y luego moldeándolos. Algunos de estos metales son el Tungsteno, el Molibdeno, y el Tantalio. Un polvo compactado y sintetizado con una densidad relativa menor al 90% puede ser deformado mecánicamente a altas temperaturas pero manejables. Esto hace que se le pueda dar un orientación deseada a las micro-estructuras convirtiéndolo en un material denso con una ductilidad hasta en una temperatura ambiente. Esta propiedad solo es alcanzable por el método de la metalurgia de polvos. Los Materiales compuestos también pueden ser fabricados por el método de la metalurgia de polvos. Algunos materiales compuestos fabricados y conformados por estos métodos son:
Materiales para contacto eléctrico tales como Cobre / Tungsteno, Plata / Óxido de Cadmio. Metales duros, usados para herramientas de corte y forjado de metales. Estos incluyen Níquel, Níquel-Cromo, Cromo-Níquel; en general aleaciones a base de Níquel y aceros complejos. Herramientas de corte especial hechas de diamante dispersado en una matriz metálica.
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Las partes estructurales (o mecánicas) son por mucho el grupo más grande de materiales fabricados por este método. Este tipo de piezas se conforman por hierro pero además están combinadas homogéneamente con Cobre, latón, aluminio. También se pueden mecanizar piezas hechas con materiales más raros como el titanio o berilio. En general estas piezas es difícil que posean propiedades mejores que las piezas fabricadas por otros procesos metalúrgicos. Sin embargo estas piezas fabricadas por procesos de Pulvimetalurgia cumplen la función de los requerimientos para los cuales están hechas. Tienen la gran ventaja de tener mejores tolerancias dimensionales que piezas fabricadas por forjado pero en la mayoría de los casos son preferidas sobre todo por su bajo costo de producción. Debido al crecimiento exponencial de esta industria se han dado avances importantes en el proceso que obligan a replantear la resistencia de las piezas fabricadas por Pulvimetalurgia. Estos cambios han hecho posible la fabricación de partes con la Pulvimetalurgia con propiedades iguales o en muchos casos superiores a las piezas fabricadas por los métodos tradicionales.
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OPERACIONES DE ACABADO
Acuñado Es un prensado posterior al sintetizado para reducir las tolerancias dimensionales de la pieza y obtener un mejor acabado superficial. Si existe una deformación platica muy grande, se habla de la forja pulvimetalurgica.
Impregnado Sirve principalmente para poder penetrar directamente en la red porosa del material. Bien es el caso que puede ocurrir con aceite, con los cojinetes; o bien con metal fundido cuando se desee una calidad no porosa del material.
APLICACIONES DEL PROCESO DE PULVIMETALURGIA APLICACIONES
EJEMPLOS DE USO
Abrasivos Agricultura Aeroespacial Automóviles Químicos Construcción Eléctrico Electrónico
Ruedas pulidoras metálicas, equipos de molienda Cobertores de semillas, equipos de jardín y agricultura Motores de jet, escudos de calor, boquillas de turbina Válvulas, engranes, varillas Colorantes, filtros, catalíticos Techado de asfalto, calafatear Contactos, conectores Tintas, paquetes micro electrónicos, lavatorios de calor candados, herramientas, herramientas de corte Calderas, termo cúpulas, bandejas de correo Absorción de sonido, herramientas de corte Soldadores, electrodos, llenado de soldadura Grasas Relays, imanes, núcleos Moldes, herramientas, rodamientos
Hardware Tratamiento de calor Industrial Uniones Lubricación Magnético Manufactura
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APLICACIONES
Medicina/dental Metalúrgico Nuclear Equipos de oficina Artillería Personal Petroquímico Plásticos Imprenta Pirotécnicos
EJEMPLOS DE USO
Implantes de cadera, fórceps, amalgamas Recubrimiento metálico, aleación Escudos, filtros, reflectores Copiadores, cámaras, fotocopiadores Fusiles, munición, penetradores Vitaminas, cosméticos, jabones, lápices Catalíticos, brocas Herramientas, moldes, llenadores, cemento, superficies de desgaste Tintas, laminantes Explosivos, combustibles, colorantes, bengalas
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Producción y caracterización de polvos El tamaño, forma y distribución de los polvos afectan las características de las piezas que se deben producir, por lo que es preciso tener un cuidado especial en la forma en la que se mecanizan los polvos. Tienen especiales características en: 1. Forma: tiene relevancia en la génesis del polvo, y forma del mismo que dependerá en la forma que se produjo el polvo. Puede ser esférica, quebrada, dendrítica, plana o angular. 2. Finura: la finura se refiere al tamaño de la partícula, y se mide por medio de tamiz o mallas normalizadas, las que consisten en mallas normalizadas, las que se encuentran en 36 y 850 micras. 3. Distribución del tamaño de partículas: Enfatiza en las cantidades de los tamaños de las partículas que participan en la composición de una pieza fabricada a base de polvo de metales. Su influencia radica en la fluidez y densidad de las partículas y porosidad final del producto. 4. Fluidez: Es una propiedad que permite fluir fácilmente de una parte a otra. O de un molde a otro.
También es posible rescatar de este proceso de Pulvimetalurgia propiedades químicas en el proceso. Esto puede yacer en la compresibilidad , en la cual se da la relación entre volumen inicial del polvo utilizado y el volumen final de la pieza ya comprimida.
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Métodos para producir polvos
Todos los metales pueden producirse en forma de polvo, pero es importante destacar que obviamente todos no cumplen la misma función, esto ya sea por las características al momento de conformación o por algún aditivo. Los dos metales más utilizados a la hora de fabricar el polvo para el proceso de Pulvimetalurgia es el cobre y hierro. Aunque a través del tiempo han ido ocupándose variantes del cobre como el bronce que se usan para cojinetes poroso, además del latón para pequeñas piezas. Existen diversas formas de producir polvos metalúrgicos que dependerán de las características que se les quiera conferir, ya sea de la forma física o química en los metales que se utilizaran.
Con maquinado en el polvo es posible producir partículas gruesas y se usan principalmente para producir polvos de magnesio. Con triturado se logra triturar el material con molinos rotatorios de rodillos y por estampados rompiendo así los metales. Por este modo los materiales que son frágiles son reducidos a partículas irregulares de cualquier grado de finura.
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VENTAJAS Y CARACTERISTICAS
Son muchas las aplicaciones que la Pulvimetalurgia ocupa actualmente en el mercado; uno de los factores positivos a su gran auge se basa en la especialización e investigación en los procesos. Por lo que los polvos en conclusión han quedado como una valiosa herramienta en el desarrollo de los materiales para la industria. Las principales ventajas y/o oportunidades que ofrecen estos productos son:
Exactitud de la composición química final de la pieza: Esta queda
garantizada, por el hecho de que las segregaciones y la volatilización de algún componente en el proceso es casi imposible. .Exclusión de impurezas: Si se parte de metales puros en polvo no existe ninguna necesidad de que el cuerpo cargue impurezas procedentes de hornos o crisoles en el calentado de los polvos. En caso de quedar algún índice de impureza seria ínfimo. Exactitud en las dimensiones de la pieza acabada: Las dimensiones finales de los productos una vez ya hechos, se acercan muy estrechamente a los resultados deseados. Fabricación económica: Tiene relevancia con la pérdida casi nula de material en la fabricación de este mediante los procesos ya vistos. Temperatura de obtención relativamente baja: En muchos casos la cantidad de energía utilizada en el calentamiento es menor y se puede por ende utilizar hornos de baja temperatura, los que a la larga tienen menor desgaste y de fabricación sencilla. Utilización de atmosferas protectoras: Cuya función radicará en tener un ambiente controlado del proceso. Economía en moldes: que son tan necesarios para la fundición, y por ende se ahorra la mano de obra.
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Frente a todas las ventajas anteriores, cabe señalar como todo proceso desventajas, las cuales pueden enumerarse en:
Elevadas presiones de prensado: Va por el lado económico y costo del
proceso, puesto que se requieren prensas hidráulicas enormes que son carísimas. Esto es, o se ve limitado a la fabricación de piezas de grandes dimensiones. La irregular transmisión de la presión en el polvo metálico: Las piezas prensadas no están prensadas de una forma regular. Pero cabe destacar que algo muy importante es la distribución final de la presión, por lo que es la razón de que se puede prensar exclusivamente cuerpos de tamaño limitado. El elevado volumen del polvo: Se debe contar con una proporción de compresión 3:1, de lo cual el volumen interior que debe tener el molde deber ser mayor que el del cuerpo que se obtiene. El dominio y control de la distribución del tamaño de grano: Lo que determina el precio del polvo metálico.
El coste de por si elevado de los polvos metálicos.
Las dificultades de la fabricación de piezas moldeadas más complejas. Las piezas asimétricas se deforman fácilmente durante.
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CONCLUSION La Pulvimetalurgia es un método que se debe tener en cuenta para la fabricación de muchas piezas que normalmente utiliza la industria. Un hecho muy claro de las características positivas de este proceso son las propiedades mecánicas que alcanza el proceso, muchas veces es casi imposible alcanzar por otros métodos de fabricación. Consigo este proceso trae beneficios económicos así como también el funcionamiento de la máquina que utilice la pieza fabricada por este método. Es un proceso que va en constante evolución, por lo que a mayoría de que los conocimientos vayan en aumento, los procesos anteriores quedaran obsoletos, pero en cambio aparecerán nuevas aplicaciones de la pulvimetalurgica. La demanda en estos materiales es cada vez mayor, así como también las nuevas aleaciones, lo que será hincapié para que esta tecnología sea de mayor auge en la industria. Históricamente las aleaciones eran preparadas mezclando materiales fundidos, por lo que la pulvimetalurgica llego a cambiar el proceso normal de conformado de material, además de añadirle características especiales. In situ es un proceso que surgió por la necesidad tecnológica, además es un proceso en variadas y muchas veces económico dependiendo del tipo de piezas, ya que existe una diversidad de procesos y equipos, que aprovechan al máximo los materiales o polvos utilizados, y que por ende resultan de fácil aplicación y fabricación.
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BIBLIOGRAFIA En la web:
http://www.utp.edu.co/~pub http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/pulvimet.p lio17/temas_pdf/pulvimet.pdf df
PULVIMETALURGIA – KAMBRY
http://kambry.es/Apuntes%20Web/Pulvimetalurgia.pdf
http://www.sitenordeste.com/mecanica/pulvimetalurgia.htm
UNI EIBAR-ERMUA
http://www.iesunibhi.com/ikasleak/FileStorage/view/alumnos/PULVIMET ALURGIA.pdf
METACTUAL http://metalactual.com/revista/14/Pulvimetalurgia.pdf
REVISTA DE CIENCIA, TENCOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE, Moldeo por inyección de metales, estado actual. Universidad Alfonso X El Sabio. Madrid, España http://www.uax.es/publicaciones/archivos/TECTIN05_003.pdf
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