Metalurgia de los polvos

in spanish •  7 years ago 

Hola amigos en este post les hablaré sobre el procesamiento de los polvos metálicos o también conocido como la pulvimetalurgia.

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Este proceso consiste en fabricar piezas metálicas a partir de los diferentes tipos de polvo metálicos por ejemplo: Hierro, Cobre, Acero inoxidable, Carbono de tungsteno entre otros..

Pero los mas utilizados para la producción de polvos es el cobre y el hierro donde luego de ser compactados se calientan en atmósfera controlada (sinterizado) para la obtención de la pieza, pero para eso es necesario un debido proceso que se los mencionaré.

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Existen diferentes formas para producir polvos metálicos dependiendo de las características físicas y químicas de los metales utilizados algunos de estos son:

  • Maquinado: se producen partículas gruesas y se usan principalmente para producir polvos de magnesio. En este proceso de molido se tritura el material con molinos rotatorios de rodillos y por estampado rompiendo los metales, obteniendo así partículas irregulares de cualquier finura.

  • Perdigonado: este metodo consiste en vaciar el metal fundido en un tamiz y enfriarlo dejándolo caer en agua. En este proceso se obtienen partículas esféricas o con forma de pera.

  • Pulverización: consiste en la aspersión del metal y su enfriamiento en aire o en agua. Es un excelente método para la producción de polvo de casi todos los metales de bajo punto de fusión como el plomo, aluminio, zinc y estaño..

Una vez que se obtiene el polvo empieza el proceso de fabricación de la pieza...

Este proceso está compuesto básicamente por 3 etapas:
La mezcla, El compactado y el sinterizado.

  • La mezcla: en esta etapa se debe alcanzar una mezcla homogénea de los materiales y añadir los lubricantes.
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Los lubricantes ayudan a reducir la fricción entre el polvo metálico y las superficies de las herramientas utilizadas en el proceso de mezclado y reduce la fricción durante la compactación.

  • El compactado: en este proceso se introduce el polvo que esta previamente mezclado en un molde de acero con la forma de la pieza deseada, donde los polvos son presionados de 150 - 900Mpa. (megapascal)

Existen diferentes métodos para la compactación algunos de estos son:

-Troquel.
-Isostático.
-Forjado y extruido.
-Continuo.

Les mencionare solamente la función del troquel para no hacer la publicación mas larga.
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El troquel es el mas utilizado para la compactación, primero se llena el troquel, luego se presiona y se expulsa utilizando presiones de 20 a 50 ton/pulg2

  • La sinterización: Es el tratamiento termico de los polvos compactados a una temperatura inferior a la temperatura de fusión del metal base de la mezcla.

Es la soldadura de las partículas de polvo entre ellas y difusión de los elementos aleantes.
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Las temperaturas de sinterizado en algunos metales son:
-Hierro: 1095 °C
-Cobre: 870 °C
-Acero inoxidable: 1180 °C
-Carburo de tungsteno: 1480 °C

Procesos complementarios:

  • Calibrado: es la re-compactacion de la pieza sintetizada para mejorar la precisión dimensional y el estado superficial.

  • Impregnación en aceite: Es el llenado de las porosidades con un aceite lubricante para conferir auto lubricación. Es muy similar a la operación de impregnación, salvo que en este caso utiliza un metal fundido para rellenar los poros. Algunos de los metales mas comúnmente usados es el cobre y el plomo.

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  • Tratamientos térmicos y superficiales: los tratamientos térmicos son procesos donde unicamente se utiliza la temperatura como magnitud variable modificadora de la microestructura y constitución de metales y aleaciones, pero sin variar su composición química. El objetivo consiste en mejorar las propiedades mecánicas de metales y aleaciones mientras los tratamientos superficiales varia la composición química superficial de los aceros, adicionando otros elementos, principalmente la dureza, o resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión.

Ya obtenida las piezas deseadas se puede utilizar para diferentes aplicaciones en las industria, algunos de estos productos generados son:

  • Productos porosos: Rodamientos, filtros metálicos, reguladores de presión y/o de caudal.
  • Productos de formas complejas: que requieren mecanización considerable con otros procesos (pequeños engranajes, rotores para bombas).
  • Productos de mecanización difícil: (herramientas de corte).
  • Productos con materiales de elevado punto de fusión: materiales refractarios.

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Algunas de las ventajas del proceso de la pulvimetalurgia es que los precios son muy competitivos en relación a otros métodos de fabricación y se aprovecha prácticamente el 100% de la materia prima y por supuesto tiene un alto grado de ahorro energético y su tecnología no es contaminante.

Espero que les haya gustado este post sobre el procesamiento de los polvos metálicos y gracias por tomarse unos minutos de su tiempo en leerme =)

Fuentes consultadas:
1,2,3,4
Fuentes de imagenes:
1,2,3,4,5,6

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wow, que interesante :D