METALURGIA DE POLVOS

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ

RUIZ SÁNCHEZ NEFTALÍ

PROFR: ING. JUAN MANUEL CRUZ MARTINEZ

TEMA:

ING. MECÁNICA

5º UNIDAD

MATERIA:

INGENIERÍA DE MATERIALES NO METÁLICOS

NOVIEMBRE DEL 2013

ÍNDICE:

INTRODUCCIÓN............................................................................3

1. DEFINICIÓN.....................................................................................4

2. PROCESO........................................................................................5

2.1 Triturado

2.2 Mezclado y conformado

2.3 sinterizado

3. OPERACIONES DE ACABADO...........................................................................................7

4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS...................................................................................8

5. APLICACIONES...............................................................................9

CONCLUSIÓN....................................................................................11

BIBLIOGRAFÍA..................................................................................11

INTRODUCCIÓN

En el proceso de la metalurgia de polvos. Los polvos se comprimen para darles la forma deseada y luego se calientan para ocasionar la unión de las partículas en una masa dura y rígida. La compresión, llamada prensado, se realiza en una máquina tipo prensa cuyas herramientas se diseñan específicamente para la parte a producir.

Las herramientas, que consisten generalmente en un dado y uno o más punzones, pueden ser costosas y es por esto que la Metalurgia de polvos es más adecuada para niveles medios o altos de producción. El tratamiento térmico, llamado sinterizado se realiza a una temperatura por debajo del punto de fusión del metal. Después de todo esto se le realizan operaciones de acabado para perfeccionar el producto quitando impurezas.

METALURGIA DE POLVOS.

1. DEFINICIÓN:

La pulvimetalurgia o metalurgia de polvos es un proceso de fabricación que, partiendo de polvos finos y tras su compactación para darles una forma determinada (compactado), se calientan en atmósfera controlada (sinterizado) para la obtención de la pieza.

2. PROCEDIMIENTO:

2.1 OBTENCIÓN DE LOS POLVOS

Generalmente se realiza de metales puros, principalmente hierro, cobre, estaño, aluminio, níquel y titanio, aleaciones como latones, bronces, aceros y aceros inoxidables o polvos pre-aleados. Procesos típicos son:

• Atomización en estado líquido: El metal fundido se vierte a través de un embudo refractario en una cámara de atomización, haciéndole pasar a través de chorros de agua pulverizada.

• Atomización con electrodo fungible (electrólisis): Se colocan barras o láminas como ánodos en un tanque que contiene un electrolito. Se aplica corriente y tras 48 horas se obtiene en los cátodos un depósito de polvo de aproximadamente 2mm. Se retiran los cátodos y se rascan los polvos electrolíticos.

• Reducción de óxidos metálico: Se reducen los óxidos metálicos a polvos metálicos poniéndolos en contacto con el gas reductor a una temperatura inferior a la de fusión.

• Pulverización mecánica: Útil en metales frágiles. Se muele el metal o se lima y se lleva a través de un gas, separándose el metal del gas en una corriente turbulenta dentro de un separador ciclónico.

• Condensación de vapores metálicos: Aplicable en metales que pueden hervir condensando el vapor en forma de polvo (magnesio, cadmio y zinc)

2.2 DOSIFICACIÓN Y MEZCLA

Generalmente, para obtener las características requeridas será necesario mezclar polvos de tamaños y composiciones diferentes. Igualmente se puede añadir aditivos que actúen como lubricantes durante el compactado o aglutinantes que incrementen la resistencia del compactado crudo.

Debido a la elevada relación área superficial/volumen esto quiere decir que cuanto más dividido esté el polvo, más área de exposición al medio ambiente posee este. La mayoría de los polvos metálicos tienden a reaccionar con el oxígeno del ambiente generando así una flama en la mayoría de los casos, además de otros como el magnesio que es explosivo, por lo que deberán manejarse con precaución, y para contenerlos (los polvos) se utilizan normalmente cuartos de ambientes controlados.

2.3 COMPACTACIÓN EN FRÍO.

El polvo suelto se comprime mediante prensas mecánicas o hidráulicas (Fig. 1 ) en una matriz, resultando una forma que se conoce como pieza en verde o compactado crudo. Las prensas más utilizadas son uniaxiales, en la que la presión se aplica al polvo en una sola dirección. Mediante compactación uniaxial pueden obtenerse piezas en verde con dimensiones y acabados precisos, obteniéndose una alta productividad en la industria mediante esta técnica. Un inconveniente de la compactación uniaxial es la baja relación longitud/diámetro que puede obtenerse en las piezas debido al gradiente de densidad que se produce entre el centro de la pieza y las zonas más próximas al punzón. Para obtener un compacto con mayor densidad se emplean prensas de doble émbolo.

Fig. 1 Varios dispositivos de mezclado y combinación: (a) Tambor rotatorio, (b) Doble cono rotatorio, (c) Mezclador de tornillo y (d) Mezclador de paletas.

Variantes: Prensado isostático en frío (Cold Isostatic Pressing, CIP). Es un método de compactación que se realiza encerrando herméticamente el polvo en moldes elásticos típicamente de goma, látex o PVC, aplicándoles presión hidrostática mediante un fluido que puede ser agua o aceite. Las piezas en verde obtenidas por este sistema tienen propiedades uniformes e isótropas. Una de las principales ventajas de este método de compactación es la alta relación longitud/diámetro que puede obtenerse en las piezas con respecto a la compactación uniaxial. Es un método muy utilizado para la compactación de piezas cerámicas.

2.4 SINTERIZADO.

Consiste en el calentamiento en horno eléctrico o mufla con atmósfera controlada a una temperatura en torno al 75% de la de fusión. En general, los hornos son continuos con tres cámaras:

• En la cámara de purga se consume el aire y se volatilizan los lubricantes y aglutinantes al tiempo que se calienta lentamente el compactado.

• En la cámara de alta temperatura se produce la unión de las partículas de compactado por difusión en estado sólido.

• En la cámara de enfriamiento

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