Aplicaciones de la difusión

Aplicaciones de la difusión

Introducción:

La difusión es un proceso en el cual los átomos se mueven a través de la red cristalina, este movimiento se logra gracias a la energía térmica, en el caso de los metales se introduce un elemento en la estructura del metal, esto tiene la finalidad de otórgale a los metales propiedades especificas que no se pueden lograr mediante otro método, dentro de la industria se ocupan diversos elementos como engranes los cuales se necesita obtener una geometría especifica del dentado y que la parte del dentado tenga propiedades que se encarguen de que logre un funcionamiento adecuado.

Desarrollo:

Imaginemos que estamos trabajando en el diseño de una máquina, pero ocupamos una pieza con ciertas características que no podemos obtener mediante otro método como el colado, lo que haremos será ocurrir a la sinterización, pero para obtener las propiedades que estamos buscando tendremos que adéntranos mas en el tema ya que existen diversos procesos los cuales se utilizan con fines específicos.

Todo comienza con la elección de elementos químicos que utilizaremos. Podemos escoger entre una combinación de varios elementos o un polvo de prealeación. El polvo se pone en moldes para darle la forma adecuada y se densifica, después de esto las partículas están unidas, pero con una fuerza muy débil. Por lo que no son para nada resistentes. Después de esto se lleva a un horno especial en el cual se llevará a cabo la sinterización, pero tal vez te preguntaras ¿Esto que tiene de importancia para un ingeniero mecánico?, pues durante este proceso la pieza comenzará a obtener una mayor resistencia y densidad, lo que nos da como resultado un incremento en el rendimiento. Pero aun no es todo durante el proceso ya que existen diferentes métodos para dar forma al polvo metálico, por ejemplo: inyección por prensado, moldeo mecánico y prensado isostático, aunque la mayor parte de las piezas se fabrican mediante prensado mecánico.

Las piezas que se realizan con prensado mecánico tienen diferentes características a los demás métodos, dentro de ellas podemos destacar el tamaño de la pieza, el cual varia de tamaño pequeño a moderado, la forma puede ser de dos tipos: forma simple y forma compleja, pueden ser de terminación muy fina o gruesa. Pueden contar con uno o mas niveles de agujeros que pueden ser profundos o poco profundos.

Por otro lado, las piezas producidas por prensado mecánico pueden tener una forma neta o poco neta (definida o poco definida), pueden manejar tolerancias muy estrechas, la producción de piezas por este método es alta (de cientos a miles por hora). En este proceso el polvo se introduce automáticamente por gravedad en el molde de un sistema mecánico o hidráulico, se crean presiones de densidad especificas las cuales van desde diez a 60 toneladas por pulgada cuadrada. El prensado se realiza a temperatura ambiente, aunque también se pueden utilizar temperaturas elevadas.

Los hornos que se utilizan en la sinterización incluyen zonas de enfriamiento y sinterización de alto calor los cuales tienen atmosferas controladas dependiendo del metal base de la pieza la atmosfera del horno puede ser endotérmica la cual se encuentra compuesta de hidrogeno, nitrógeno y monóxido de carbono, por otro lado, la atmosfera exotérmica está compuesta de nitrógeno, amoniaco disociado, o completamente hidrogeno.

Durante los procesos de sinterización debemos de tener algunos factores controlados, los cuales incluyen a la velocidad de enfriamiento, la atmosfera del horno, composición del material, temperatura.

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