8/10/2019 Informe Pulvimetalurgia Y Materiales Compuestos

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Informe Pulvimetalurgia Y Materiales Compuestos

Pulvimetalurgia

Los primeros usos de la Pulvimetalurgia en la historia fueron los polvos de oro fusionados

sobre joyas por los Incas, y los Egipcios utilizaron polvos de acero en el ao 3000 AC.

Otro ejemplo de uso temprano es la Columna de Delhi en la India la que data al ao 300

DC. Esta columna fue hecha de 6.5 toneladas de acero polvo, durante el siglo 19 el uso

de tcnicas de Pulvimetalurgia comenzaron en serio. La necesidad de aparatos de platino

de laboratorio llevaron al desarrollo de precipitacin qumica de polvos y nuevas rutas de

consolidacin sin el uso de altas temperaturas. Tales actividades ocurrieron en Rusia e

Inglaterra donde polvos precipitados fueron trabajados en caliente para superar la

incapacidad de obtener las altas temperaturas para recubrir platino. Al mismo tiempo,

monedas eran fabricadas de polvos de cobre, plata y plomo acuadas y sinterizadas. La

poca moderna de la Pulvimetalurgia es rastreado hasta Coolidge quien utiliz polvos de

tungsteno para desarrollar un filamento de lmpara durable para Edison.

Subsecuentemente, rodamientos porosos de bronce y contactos elctricos de grafito-

cobre fueron desarrollados en los aos 30.

La Pulvimetalurgia es compactar una mezcla de polvos lubricados en un molde mediante

una presin ejercida unidireccionalmente, luego eyectarlos del molde y finalmente

sinterizarlo. Piezas bastante complicadas podrn ser producidas por este mtodo pero

claramente existe un lmite. La pieza deber poder ser eyectado del molde, dado lo

contrario la pieza no podr fabricarse.

Polvos metlicos Casi cualquier metal que pueda ser pulverizado podr ser procesado porinyeccin metalica. Aluminio es una excepcin dado que el xido adherente que tiene en

su superficie inhibe la sinterizacin. Sin embargo, los candidatos ms prometedores

desde el punto de vista econmico son los materiales ms costosos.

Una de las grandes cualidades de la Pulvimetalurgia es el hecho de que al final del

proceso sobre muy poco material.

La forma de las partculas es importante por varias razones. Es deseable que se incorpore

la mayor cantidad de metal posible en la mezcla, lo que implica que debern tener una

alta densidad de empaquetamiento.

Carbonyl Iron Powder OM Carbonyl Iron Powder CS

(Courtesy of BASF, Germany)

Binders

Muchos dicen que el binder es el elemento decisivo una produccin exitosa de

componentes inyectados en los moldes. La composicin de ste aun es secreta, pero el

ingrediente principal es cera natural o polmeros sintticos. A continuacin se indica una

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tabla de binders con sus especificaciones.

La mezcla deber ser efectuada a temperaturas elevadas, a las cuales el binder se

encuentra en estado lquido. Este estado es ideal dado que podr mojar las partculas as

producindose una mezcla homognea sin que se apelotone. No deber existir ninguna

reaccin qumica entre el binder y le metal. Adems el binder no podr deteriorarsedurante el proceso. Un factor de gran importancia es la facilidad con que se puede extraer

el binder de la pieza moldada.

Mezcla

Para esta etapa conviene una accin de corte. El objetivo principal es asegurar que el

total de la superficie de la partcula sea cubierta por el binder. La menor cantidad de

binder deber ser utilizado, pero existe una proporcin de binder segn el volumen de la

pieza, la que depende tambin de las caractersticas del polvo.

Moldeo

Los equipos utilizados en este paso son muy parecidos o casi idnticos a aquellos que se

utilizan en la inyeccin de plsticos. El tornillo sin fin que ste tiene encamina la mezcla

hacia el molde. En este transcurso, temperatura es proporcionado a la mezcla para que

se funda y est en condiciones de poder ser inyectado al molde. La presin, temperatura

y tiempo son las variables en juego para que la pieza salga como planeado con

anterioridad. La compactacin es crtico en el proceso. Los polvos no se comportan como

un lquido y la presin no es transmitida uniformemente dentro del molde. Por ende, para

obtener densidades homogneas, las herramientas debern estar muy bien diseadas.

Extraccin del Binder

La extraccin del binder la pieza en verde es sumamente importante y requiere de mucho

control. Existen dos procesos primordiales:

1. calentamiento del compacto en verde provocando que el binder se derrita,

descomponga y/o se evapore. Esto deber ser realizado con mucho cuidado, dado que elcompacto est en un estado delicado. El proceso usualmente toma muchas horas, la que

depende del grosor de la pieza.

2. el segundo mtodo (aplicable a ciertos binders), es disolver el binder de la pieza

utilizando un solvente llamado tricloretano. Normalmente un calentamiento es necesario

para evaporar el restante.

Procesos:

Por inyeccin metlica (MIM)

1. Diseo: Los Ingenieros utilizan ayuda de computadores en los diseos para luego

preparar los procedimientos de MIM para definir los requerimientos del cliente

2. Fabricacin del Molde: Los moldes diseados, fabricados y utilizados en MIM son muysimilares a aquellos utilizados en la inyeccin de plsticos. Tecnologas CAD/CAM

simplifican y mejoraren los diseos de los moldes.

3. Compactacin: Finos polvos metlicos, termoplsticos y otros ingredientes son

mezclados para formar una mezcla homognea, la que tendr un proporcin de 60% de

metal y 40% de binder.

4. Moldeo: Mquinas inyectoras convencionales son utilizados para obtener el compacto

en verde. Estas piezas por lo general son un 15 a 25% ms grande que la pieza

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terminada.

5. Extraccin del Binder: Los compactos verdes son expuestos a calor, solvente o una

combinacin de ellas para extraer el binder del compacto. el compacto caf (luego de este

proceso) son aproximadamente del tamao del producto final, pero bastante ms poroso.

6. Sinterizacin Piezas caf son sinterizados en calderas al vaco. Se encogen un 17-22%

hasta lograr una densidad completa y luego estarn completos. Tambin es frecuente eluso de posterior maquinado o tratamientos superficiales