UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECNICA4TO. INFORME DE LABORATORIO

SINTERIZACIN

CIENCIA DE LOS MATERIALES II MC115 -CPROFESOR:Ing. VERA ERMITAO JorgeINTEGRANTE:MOLINA MOSCOSO Dennis Ahmed 20112050D

FECHA DE PRESENTACIN:26/11/2011Lima Per

NDICE INTRODUCCIN3FUNDAMENTO TERICO4Pulvimetalurgia4PROCESO4CERMETS4POLVOS DE METAL5FABRICACIN DE POLVOS METLICOS6PROCESOS DE FABRICACIN6COMPRESIN6SINTERIZADO9IMPREGNACIN9INFILTRACIN9TRATAMIENTO TRMICO10ELECTRODEPOSICIN10MAQUINADO10OPERACIONES DE ACABADO10DISEO DE PARTES DE METAL EN POLVO11PRODUCCIN DE LOS POLVOS METLICOS12Modelo de desarrollo del proceso de tratamiento de sinterizado13DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS13Materiales17DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO18DATOS RECOGIDOS EN EL LABORATORIO19CALCULOS Y RESULTADOS20CUESTIONARIO:22CONCLUSIONES28Bibliografa28

INTRODUCCIN

El uso de los metales en polvos se remonta a varios centenares de aos atrs. Pero fue apenas en el siglo pasado que, debido a avances tecnolgicos de la segunda guerra mundial, la industria de la pulvimetalurgia se cre como tal. Desde entonces y gracias a sus continuos avances y la calidad y utilidad de sus productos ha crecido ms rpidamente que cualquier otro proceso de manufactura de piezas metlicas.

Lametalurgia de polvoses un proceso de fabricacin que, partiendo de polvos finos y tras su compactacin para darles una forma determinada (compactado), se calientan en atmsfera controlada (sinterizados) para la obtencin de la pieza.Este proceso es adecuado para la fabricacin de grandes series de piezas pequeas de gran precisin, para materiales o mezclas poco comunes y para controlar el grado de porosidad o permeabilidad.Algunos productos tpicos sonrodamientos,rboles de levas,herramientasde corte,segmentos de pistones, guas de vlvulas, filtros, etc.

FUNDAMENTO TERICO PulvimetalurgiaLa pulvimetalurgia es un proceso de conformacin metlica, como la forja, o el moldeo, Esta tcnica presenta un control dimensional muy exacto. La pulvimetalurgia abarca las etapas comprendidas desde la obtencin de polvos metlicos hasta las piezas acabadas, es decir, produccin de polvos, mezcla, aglomeracin, sinterizacin y acabado. Su competidor ms directo es el moldeo de precisin o moldeo a la cera perdida. La industria pulvimetalrgica se basa en la produccin de grandes series en las cuales el costo del mecanizado influye decisivamente en el costo del producto sinterizado.PROCESOEl proceso de pulvimetalurgia, consiste en prensar polvos metlicos para darles forma determinada; el prensado se hace con prensas similares a las de los procesos normales de formado con matrices ms complejas y los materiales en polvo se deben someter a tratamiento trmico en un horno para sinterizarlos. La primera aplicacin en la industria moderna fue la formacin de alambres con materiales en polvo que eran muy duros para trabajarlos o fundirlos. La metalurgia de polvos es muy usada para formar una gran cantidad de piezas pequeas, en este proceso es factible fabricar o trabajar ciertos materiales que por otros medios es casi imposible. Los puntos de fusin de los metales refractarios como el Tungsteno (3000 C), el Titanio (2996C) ) y el Molibdeno (2620C) son muy difciles de trabajar.Otras sustancias como el Zirconio (1900 C) reaccionan intensamente con los medios ambientales cuando se funden. La metalurgia de polvos es una forma prctica para refinar y fabricar piezas de estos metales, tambin es el nico mtodo factible de consolidar y formar los materiales separados para herramientas, como los carburos cementados y los xidos sinterizados. Las combinaciones de los metales y no metales que no son obtenibles en forma econmica, por aleacin es posible gracias al proceso de metalurgia de polvos, esto es de valor particular en la industria elctrica, como en los imanes y en las escobillas de motor donde los puntos de contacto deben tener conductividad apropiada para ser resistentes al desgaste y al aire. Las escobillas se hacen de polvo de cobre, grafito y algunas veces estao, y para los puntos de contacto se requieren combinaciones como Tungsteno, cobre o plata.CERMETSLa metalurgia de polvos hace posible una clase de materiales conocidos como CERMETS, o combinacin de metales y cermicos, con la resistencia de los metales o aleaciones y la resistencia a la abrasin y al calor de los compuestos metlicos. Los CERMETS tienen diferentes aplicaciones como en aparatos qumicos resistentes a la corrosin, equipo para energa nuclear, bombas para servicios severos y sistemas para manipular combustible de cohetes. Este proceso abarca la preparacin de los polvos y su conformacin por prensado en caliente en artculos tiles. En forma bsica un polvo de metal se compacta en forma deseada y se calienta para reforzar el compacto por sinterizado.POLVOS DE METALLas composiciones ms usadas son los polvos en base de cobre o de hierro, latn y acero para partes estructurales, bronce para cojinetes. Otros de importancia aunque en cantidades menores son acero inoxidable, aluminio, titanio, nquel, estao, tungsteno, cobre, zirconio, grafito y xidos metlicos y carburos. Se usan polvos de metal puro para ciertas partes y aleaciones para otras. Estas ltimas pueden obtenerse aleando un metal antes del pulverizado y por el mezclado de polvos de los ingredientes deseados. Las principales caractersticas de los polvos metlicos son la forma, el tamao y la distribucin de las partculas, la pureza, la estructura del grano, la densidad, la velocidad de flujo y la compresibilidad. La mayora de los polvos de metal se obtienen por reduccin de mineral refinado, de escoria de laminacin u xidos preparados por monxido de carbono o hidrgeno, los granos tienden a ser porosos.Los metales pueden atomizarse en una corriente de aire, vapor o gas inerte. Algunos pueden fundirse por separado e inyectarse a travs de un orificio en la corriente. Otros como el hierro, y el acero inoxidable, pueden fundirse en un horno elctrico (como aspersin del metal).En condiciones controladas el polvo de metal puede depositarse electrolticamente. Se calienta para recocerlo y expulsar el hidrgeno, se selecciona y se mezcla. Los polvos electrodepositados se encuentran entre los de ms pureza y tienen caractersticas dendrticas. La molienda en los molinos de bolas, martillos, trituradores, es un medio para producir polvos casi de cualquier grado de finura a partir de metales frgiles o metales maleables. Los granos de carburo de tungsteno se pulverizan en esta forma, algunos metales maleables se muelen con un lubricante en hojuelas y son usados para pinturas y pigmentos. Puede hacerse que el nquel o el hierro reaccionen con monxido de carbono para formar carbonilos metlicos como el NICOLA. Estos se descomponen en polvos finos de metal de alta pureza, de grano uniforme y en partcula redondas.

FABRICACIN DE POLVOS METLICOSPerdigonado: es el proceso de dejar caer al agua, partculas fundidas, desde una abertura pequea pasando a travs de aire o de un gas inerte.Otros mtodos usados de hacer polvos de metal, incluyen el maquinado.

AtomizadoPROCESOS DE FABRICACINLas operaciones bsicas de compactar y calentar pueden combinarse en diversas formas en los procesos para la fabricacin de polvos de metal. Adems las operaciones de compresin y sinterizado son variadas y se controlan para adecuarse a muchas condiciones.

COMPRESINEl efecto de la presin en el metal en polvo es comprimir las partculas para colocarlas en su lugar, iniciar enlaces interatmicos e incrementar la densidad de la misma. En forma terica si un polvo se comprime lo suficiente, alcanzar el 100% de la densidad y resistencia del metal padre, cuando menos al ser sinterizado. La mayora de las partes se comprimen en fro, a veces pueden comprimirse o forjarse subsecuentemente. La compresin en caliente produce la mayor exactitud. La forma de la partcula adecuada, el tamao, la distribucin del tamao, la seleccin cuidadosa y la mezcla son necesarios para obtener una parte comprimida satisfactoria. Las mejores ligas se obtienen entre partculas abruptas, pero las partculas redondas fluyen mejor en el molde y bajo presin. La forma en que el polvo llena el dado determina la velocidad de operacin.El metal en polvo se comprime en una cavidad o dado para tomar la forma de la parte mediante uno o ms punzones. La calidad depende de empacar con uniformidad el material. El material en polvo no fluye con facilidad en las esquinas y los recesos como los fluidos. La friccin es alta entre las partculas y las paredes del dado. Por tanto, un solo punzn no puede compactar a densidad uniforme cualquier parte, sino solo las ms simples. Las partes que en particular tienen escalones, paredes delgadas, bridas, etc., deben comprimirse con dos o ms punzones para distribuir uniformemente la presin a travs de las secciones. Las partes ms complejas pueden requerir hasta dos movimientos superiores y tres o cuatro movimientos inferiores del punzn e incluso ciertos movimientos laterales al corazn se suministran por la prensa.La compresin de polvos normalmente se hace en prensas diseadas especficamente para tal propsito. Se evala una de dichas prensas por la fuerza que puede suministrar y por la mxima profundidad de la cmara de dado que puede acomodar. La medicin de la fuerza determina el rea de la seccin transversal de la parte ms grande que puede sujetarse a una presin dada. La profundidad de la cmara del dado, llamada lleno de dado, determina que tan profundo puede ser el llenado de polvo en un dado. Esto limita la longitud de la parte comprimida a razn de la profundidad de polvo respecto a la longitud de la parte compactada de 2:1 a 3:1 para el hierro y el cobre y hasta de 8:1 para algunos materiales.

Mquina para inyeccin de polvos

Prensado de los polvosOTROS MTODOS DE COMPACTACINEl metal en polvo puede colarse, deslizndolo en moldes. El polvo se dispersa en un lquido que contiene qumicos para mojar las partculas y ayudar a distribuirlas en la masa del molde. El molde puede ser poroso para absorber lquido libre y puede vibrarse para densificar el compacto. Las partes coladas por deslizamiento se sinterizan despus para que tengan resistencia adecuada. Se usan agregados de fibra para la absorcin del sonido y de la vibracin o como refuerzo para los plsticos y metales. El costo del molde es bajo y es econmico para partes que son complejas o en pequeas cantidades.Un mtodo para polvos pesados, como el carburo de tungsteno, es la compactacin centrfuga. El polvo se hace girar en un molde y se empaca con uniformidad y a presiones hasta de 3 Mpa(400 psi) en cada partcula. El metal en polvo tambin se moldea por inyeccin, el lodo del polvo en agua o mezclado con un material termoplstico se inyecta en un dado, el aglutinante se remueve en el sinterizado. Se compactan cintas continuas y varillas laminando piezas de cobre, latn, bronce, monel, nquel, titanio, acero inoxidable o fibras.Una forma de aplicar la presin para obtener una densidad uniforme es encerrar el polvo en un molde con forma de plstico o hule con la forma deseada y sumergirlo en un gas o lquido en una cmara bajo presin de 70 a 700 Mpa. Pueden elaborarse partes complicadas asimtricas y grandes con ms facilidad que con otros mtodos, los dados de metal no son necesarios.El polvo de metal, en contenedores de metal o cermica y las preformas, se sujetan a presiones de gas tan altas como 350 Mpa(50.000 psi) a temperaturas hasta 2200C en la compresin isosttica caliente. Se ha encontrado que esto es efectivo para metales refractarios, cermicas, cermets y polvos esfricos que no responden a la compresin en fro. Los polvos de acero inoxidable, uranio y zirconio se sellan en latas y se compactan al ser extrudos a travs de dados mientras estn protegidos de la contaminacin.Los tubos largos pueden compactarse magnticamente, el metal en polvo se vierte rodeando un mandril dentro de un conductor coaxial, se pulsa una corriente de 1 MA a travs de conductores y se establece el campo magntico que oprime el conductor interno contra el compacto.SINTERIZADOEl sinterizado refuerza los enlaces entre las partculas formando un compacto de metal en polvo. En todos los casos esto ocurre debido a que los tomos de las partculas en contacto se entremezclan, los constituyentes del compacto pueden o no fundirse. Si existe un solo constituyente como en el sinterizado del polvo de hierro, se presenta una sola fase continua. En compactos de dos o ms metales diferentes, se forman fases de compuestos intermedios en los puntos de liga de las partculas. Con el sinterizado, las reas ligadas crecen y el material llena los vacos entre las partculas. Se ha comprobado que la difusin y el movimiento de los tomos en las superficies de las partculas son las actividades principales en las etapas iniciales del sinterizado. La tensin superficial es la fuerza que impulsa a reducir el rea de la superficie, redondeando y suavizando las irregularidades superficiales.El sinterizado por chispa se hace colocando polvo suelto en un dado, se pasa una corriente intensa a travs de l y se aplica a presin al mismo tiempo. Una corriente inicial limpia la capa de xido de las partculas de polvo, para facilitar la unin de las superficies, una corriente calienta la masa bajo presin, ste proceso se ha desarrollado en la industria aeroespacial para la elaboracin de muchas de sus partes.IMPREGNACINLos cojinetes de polvo metlico se pueden impregnar con aceite, grafito, cera u otros lubricantes, se obtiene un cojinete sellado, libre de mantenimiento, con el lubricante ya integrado, no se necesita lubricacin desde el exterior. Estos productos se aplican en bujes, bombas de agua, alternadores, motores de arranque y equipo similar. Las partes de metales en polvo y todas las clases de colados como monobloques de motor, cajas de engranajes, cuerpos de bomba y muchos ms se impregnan para sellar los poros y evitar fugas en servicio. Esto se hace con silicato de sodio, resinas polister o polmeros anaerbicos.INFILTRACINLa infiltracin consiste en reforzar el producto de polvo y hacerlo ms denso al colocar una pieza metlica slida sobre la pieza formada con polvo y sinterizada para luego volver a sinterizar ambas piezas. La segunda pieza se funde y la absorbe el objeto poroso hecho con el polvo. Este proceso imparte cualidades de tenacidad, durabilidad, resistencia y densidad al producto hecho con polvo metlico. Polvo de hierro-cobre. La infiltracin aumenta la resistencia de 70% a 100%. Las partes de hierro pueden tener carbono agregado a la mezcla original o carburizarse despus del sinterizado, luego el tratamiento trmico de temple y revenido.TRATAMIENTO TRMICOLos productos de polvos metlicos se pueden someter a tratamiento trmico por los mtodos convencionales para mejorar la dureza, tenacidad y otras propiedades metalrgicas deseables, el perodo de calentamiento debe ser ms largo que para piezas similares de material macizo, pero el enfriamiento debe ser ms rpido, debe evitarse la oxidacin por medio de atmsferas protectoras. La oxidacin puede disminuir la resistencia y producir puntos dbiles e impurezas en el objeto. Los problemas con la oxidacin son ms serios con los metales en polvo que con los macizos.ELECTRODEPOSICINSe pueden electrodepositar la mayora de los metales en los productos de metal en polvo, como cobre, oro, plata, cromo y otros. La porosidad de las piezas de metal en polvo presentan algunos problemas que no se encuentran en los metales macizos, estas piezas se suelen impregnar con sustancias resinosas o plsticas para evitar la absorcin de la solucin electroltica. Los objetos de polvos metlicos se pueden trabajar con operaciones similares al punzonado y acuado, se calientan despus, para aumentar su dureza y tener ms uniformidad en la estructura y densidad de los granos.MAQUINADOEl maquinado suele hacerse con mtodos convencionales, que no requieren adaptaciones al herramental o a las mquinas, no se usan aceites para corte, debido a la porosidad de los objetos, como no se tiene enfriamiento, se genera un intenso calor durante el maquinado, que disminuir la duracin de las herramientas de corte. En algunas situaciones en las cuales se necesita utilizar lubricantes, se emplean lquidos voltiles y disolventes, los cuales se evaporan con rapidez y no dejan manchas ni residuos.OPERACIONES DE ACABADOEstas imparten propiedades o caractersticas especficas a las partes de metal: la infiltracin, tratamiento trmico, impregnacin y maquinado. Las partes de metal en polvo pueden volverse a comprimir despus del sinterizado. Esto se denomina dimensionado si se hace para mantener dimensiones y acuado para aumentar la densidad. La recompresin puede hacerse en prensas compactadoras o en prensas ordinarias.

Las partes de precisin hechas a partir de los polvos, como engranajes, tiene que determinarse el tamao para incrementar su precisin y su densidad.DISEO DE PARTES DE METAL EN POLVODeben observarse varias reglas para disear partes en forma apropiada y mantener las partes tan pequeas como sea posible. Las formas ms fciles de comprimir son los cilindros, cuadrados y rectngulos. Son mejores las piezas planas. Los pasos agregan dificultad para obtener la homogeneidad. Deben evitarse aristas y esquinas agudas, filos delgados y ranuras profundas ya que debilitan las herramientas, las preformas y las partes terminadas. Una parte no debe tener contrasalidas que eviten que se saquen del dado cuando se compactan. Las paredes que son muy delgadas se vuelven difciles de llenar, la longitud de una parte no debe exceder de dos a tres veces su dimetro. Se deben evitar esquinas agudas en los ensanchamientos. Se deben tener un radio de curvatura en los cambios de seccin.Las secciones delgadas o gruesas no deben estar contiguas entre s porque tienen diferente expansin con el calor y causan grietas. Las paredes que son muy delgadas se vuelven difciles de llenar. La longitud de una parte no debe exceder de dos a tres veces su dimetro. Las secciones delgadas o gruesas no deben estar contiguas entre s porque tienen diferente expansin con el calor y causan grietas. Las tolerancias ms prcticas son de ms o menos 20 um/ cm para dimetros y ms o menos 30 um/ cm a lo largo. Los polvos metlicos no llenan bien los dados que tienen bordes agudos. Deben preferirse diseos con aristas redondeadas.

PRODUCCIN DE LOS POLVOS METLICOSExisten tres procesos principales para producir el metal base y luego reducirlo a polvo. Normalmente los polvos se hacen con metales que se han procesado en forma especfica para pulverizarlo. Algunos metales destinados a la pulverizacin se producen con electrlisis, incluyen hierro, plata, tantalio y cobre. Algunas aleaciones de hierro, nquel, cobalto, molibdeno y tungsteno tiene un alto contenido de impurezas y se producen por reduccin del metal en un horno. El tratamiento en horno, debido a los gases y la oxidacin, suele dejar mayor cantidad de impurezas que en los metales producidos por electrlisis o en hornos de induccin.La accin del molino de bolas se ilustra como una molienda continua que se realiza al girar el tambor.

Trituracin de polvos

El laminado de polvos puede producir tirasde metales difciles de trabajar, refractarios oreactivos.

Modelo de desarrollo del proceso de tratamiento de sinterizadoDESCRIPCION DE LOS EQUIPOS UTILIZADOSMaquina medidora de esfuerzo Traccin

Esquema de la mquina universal AMSLER para ensayos de traccin, compresin, flexin y doblado de diversos materiales5

1. Puente de trabajo.2. Tirantes de unin.3. Cilindro operador.4. Puente fijo.5. Columna.6. Puente de traccin.7. Bancada.8. mbolo.9. Apoyos para la prueba de flexin.10. Hilo.11. Varilla del pndulo.12. Contrapeso.13. Palanca del dinammetro.14. Tirante.15. mbolo de accionamiento del dinammetro.16. Cilindro del dinammetroVernierEl nonio o vernier es una segunda escala auxiliar que tienen algunos instrumentos de medicin, que permite apreciar una medicin con mayor precisin al complementar las divisiones de la regla o escala principal del instrumento de medida.

Lijas de diversas medidasSe utiliz agua normal de cao con un chorro sin mucha intensidad, cuyo propsito era impedir el calentamiento de la probeta ya que si no se aplicaba este, se podra alterar la estructura de la superficie, modificando as los resultados.Las lijas usadas en la experiencia fueron de 180, 360, 600, 800, 1000 y 1200.El tamao de las lijas estaba hecha por la divisin de una pulgada entre sus respectivos nmeros sea mientras mayor era el nmero de la lija ms fina era esta.Pulidor mecnico:El pulidor se encuentra conformado de una plataforma giratoria en forma circular sobre el cual est colocado un determinado pao de tela, la probeta se colocaba por encima de esta superficie de manera que lo roce con la intencin que esta sea pulida, se us como polvo abrasivo la almina que es en realidad el que le da el pulido final. Tambin se le agrega un poco de agua, con el objeto de mantener frio el pulidor y evitar de esta manera que se caliente la probeta, lo cual alterara su estructura interna.

La almina:La almina es el xido de aluminio (Al2O3). Junto con la slice, es el componente ms importante en la constitucin de las arcillas y los barnices, confirindoles resistencia y aumentando su temperatura de maduracin.El xido de aluminio existe en la naturaleza en forma de corindn y de esmeril. Tiene la particularidad de ser ms duro que el aluminio (el punto de fusin de la almina es mayor que el del aluminio).Siguiente el proceso ms usual para la obtencin de alumina, se logra un tamao medio de las partculas de 0,5 micras y de dureza de 9 en la escala de Mohs. Fsicamente en este tipo de alumina sus partculas son esferoidales y pierden fcilmente sus aristas y vrtices cortantes durante el uso del pulidor porque se redondean.

Microscopio Metalogrfico:El microscopio utilizado era de la marca Carl Zeiss Jena, este nos permiti observar las diversas probetas. Su operatividad era bastante sencilla, ya que solo se giraba un eje para acercarse o alejarse. Este microscopio tambin nos permite observar la microestructura del material que estamos observando.

Nital, alcohol, algodn y secadoraEn la experiencia usamos el NITAL para todas las probetas atacadas aunque su uso es principalmente para la gran mayora de los metales ferrosos. El tiempo de aplicacin fue de 3 a 5 segundos. Despus se limpiaba con algodn con alcohol para luego secar completamente el material con secadora.

Molde de aceroPara la compactacin de los polvos, sern necesarios moldes para darle forma a los polvos en el momento de la compactacin.

MaterialesCobre electrolitico

Grafito

DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO Se mezcla el cobre con el grafito en proporciones de peso del 96% y 4% junto con 2 a 3 gotas de aceite como glutinante.

Se realiza la compactacin de los polvos en moldes de acero templado por medio de la maquina universal AMSLER a cargas de 4 y 3,5 y 2,5 toneladas para cada probeta.

Se procede a la sinterizacin de las 3 probetas a 800C a iguales condiciones. Se realiza el lijado de las 3 piezas removiendo los xidos formados en la sinterizacion listas para medir sus masas y sus dimensiones.

Se realiza el lijado y pulido para tomar fotografas antes del ataque qumico.

A continuacin se hizo el ataque quimico de cada una de las probetas para ver su estructura interna.

Finalmente se miden las durezas en escala Rockwell H

DATOS RECOGIDOS EN EL LABORATORIOAntes del sinterizadoMasa: 10,4 gProbetaaltura(mm)diametro(mm)Densidades(g/cm3)

110.3313.96.6346

210.9213.86.3674

311.813.95.8081

Despus del sinterizadoProbetaPeso total (g)Peso hoja (g)Peso neto (g)

19.92520.43799.4873

29.90470.43839.4664

39.87050.43619.4344

ProbetaLongitud (mm)Dimetro (mm)

19.8413.55

210.3813.44

311.1413.26

ProbetaDureza HRHCarga de compactacin

1424 ton

2263.5 ton

3652.5 ton

CALCULOS Y RESULTADOS

1era Probeta Sin ataque y con ataque2da Probeta

Sin ataque y con ataque3ra Probeta

Sin ataque y con ataqueCUESTIONARIO:Qu mtodos existen para obtener cobre en polvo para sus aplicaciones en metalurgia de polvos?Existen 4 mtodos importantes usados actualmente para obtener el polvo de cobre usado en la metalurgia de polvos: atomizado, electrlisis, hidrometalurgia y reduccin del estado slido.Atomizado: Consiste en fundir el cobre para golpearlo posteriormente con un chorro de gas o lquido, usualmente agua, para dividirlo en partculas que solidificarn rpidamente. La forma y el tamao de las partculas es influenciada por la naturaleza del medio atomizante y por la presencia de elementos desoxidantes, como el fsforo, aunque en esta etapa del proceso, la forma del cobre granulado no es importante. Luego se oxida el granulado para modificar drsticamente la forma del grano, que puede variar desde una estructura esponjosa y porosa, hasta una totalmente slida. En la prctica, la oxidacin se da en aire a una temperatura de 650C.Posteriormente, se muele el granulado, que tiene aproximadamente entre 0.5 y 0.1 milmetros de dimetro, para reducirlos a un polvo irregular de aproximadamente 50-100 micras de longitud. Despus de la molienda, se reduce el polvo en una atmosfera de hidrgeno, amoniaco disociado, monxido de carbono u otro gas. Los ms usados son, sin embargo, hidrgeno y monxido de carbono, siendo el hidrgeno preferido sobre el monxido de carbono a bajas temperaturas, mientras que a altas temperaturas se usa cualquier mezcla que involucre a uno de los gases. El proceso de reduccin es el ms importante pues regula la porosidad de la partcula, el tamao de los poros y distribucin de tamao del polvo, y la temperatura de reduccin regula la porosidad interna; altas temperaturas resultan en una porosidad interna fina, una superficie especfica grande y una reduccin generalmente completa, bajas temperaturas resultan en una porosidad interna gruesa y una superficie especifica pequea.Tras la reduccin, el cobre esta como una plancha porosa. Se le hace pasar por un triturador de mandbula y luego se le hace pasar por muelas hasta finalmente hacerlo polvo. Este mtodo tiene por caractersticas un endurecimiento moderado y buena compresibilidad y dureza Green. A las piezas acabadas usualmente se les cubre con antioxidantes para evitar que se oxiden, pues reduce sus propiedades fuertemente.En resumen, el atomizado es un proceso verstil que puede cubrir la mayora de polvos requeridos por la mayora de los rubros de cualquier industria.

Electrlisis: En este proceso se aplican los mismos conceptos que en el electro refinamiento del cobre, solo que en lugar de obtener una capa solida de cobre, lo que se desea es un depsito esponjoso o pulverulento. La formacin de estos depsitos en el ctodo se realiza mediante una concentracin baja de cobre en el electrolito, alta concentracin de cido y una alta densidad de corriente en el ctodo, aunque para la obtencin de polvos que cumplan los requerimientos comerciales hay que cumplir otras condiciones.La composicin del electrolito, as como las condiciones de operacin (densidad de corriente y temperatura) determinan la eficiencia del proceso, mientras que el mtodo de remocin del polvo, que usualmente es la extraccin mecnica por medio de cepillado, es el que determina el tamao de las partculas.Despus de terminar la electrlisis, se drenan los tanques y se deben de lavar las partculas, pues de lo contrario las propiedades fsicas se deterioran considerablemente. Para lavar el polvo se pueden usar surfactantes, porque lo protegen de la oxidacin, al igual que una capa acuosa de gelatina.Tras el lavado del polvo, se le pasa a travs de un horno que est entre 480C y 760C -diferentes temperaturas generan diferentes dimensiones y propiedades- para secarlo y posteriormente llevarlo a la molienda.

Hidrometalurgia: Consiste en preparar un lquido gestante o hacer una lixiviacin a partir de cobre en bruto, o materiales adecuados que contengan cobre, para luego hacer una posterior precipitacin del material. Para el cobre especficamente, se usan los procesos de cementacin, reaccin con hidrgeno o dixido de azufre y electrlisis.En la etapa de lixiviacin, se forma parcialmente sulfato de cobre junto con otros compuestos cidos. La formacin de cidos es importante porque promueve la oxidacin y lixiviacin de los minerales de cobre, y previene la hidrlisis de las sales ferrosas.El proceso de cementacin consiste en agregar un metal menos noble, (o ms reactivo) que el que se quiere precipitar, en el caso del cobre se aade chatarra de hierro y luego se separa, lava, reduce y se pulveriza, dejando como resultado un polvo de cobre que contiene hierro y sustancias insolubles como almina y slice. El proceso de reduccin con hidrgeno se puede realizar con varias soluciones, cido sulfrico, carbonato amnico de amonio entre otros, se han usado para producir cobre en polvo. Lixiviacin de cobre cementado con cido sulfrico se ha realizado para obtener cobre casi al 100% de pureza.

Reduccin: del estado slido: Consiste en moler xidos de cobre hasta un tamao de partculas de control que varan segn el tamao de grano deseado, y posteriormente se le reduce con un gas, que comnmente es monxido de carbono, gas de hidrgeno o gas natural craqueado, en una atmsfera de temperatura menor a la temperatura de fusin del cobre.El tamao y forma de las partculas se puede controlar en cierta medida, controlando el tamao y forma de los xidos de cobre, la temperatura de reduccin, y la presin y el flujo del gas. El polvo resultante se muele, se clasifica y se lica hasta tener las especificaciones deseadas.La pureza del polvo depende principalmente del xido, pues en este proceso no se da ningn tipo de refinamiento. Usualmente los polvos producidos de esta manera, aparecen porosos con altas densidades aparentes y durezas Green.Qu aplicaciones tiene la metalurgia de polvos de aleaciones a base de cobre? - Preparacin de metales pesados o pseudoaleaciones con un contenido 85-95% de wolframio, 3-10% de nquel y 2-5% de cobre. Estos materiales se caracterizan por tener una altsima densidad y se utilizan para la fabricacin da girscopos, pantallas para rayos x y rayos gamma, apantallamiento de centrales nucleares, etc.- Una de sus aplicaciones consisten en la elaboracin de las escobillas de motor, donde los puntos de contacto deben tener conductividad apropiada para ser resistentes al desgaste y al aire.- Otra aplicacin es para la elaboracin de bocinas de cobre grafitado.La siguiente figura muestra las propiedades del cobre puro sinterizado. Cmo afecta a la elongacin y a la resistencia mecnica la presencia de los poros?

Como se puede observar en la figura, a medida de que la porosidad disminuye y la densidad aumenta, la resistencia mecnica se hace mayor y la elongacin aumenta. Y esto debido a que existe mayor superficie de contacto entre las partculas (aumenta el grado de cohesin), mejorando asi la resistencia a la traccin. La siguiente figura muestra las propiedades del cobre sinterizado, entre otros, para una compresin uniaxial. Para las condiciones de la compresin aplicada, qu porcentaje de la densidad se esperaba obtener en caso de haber tenido polvos de composicin 100% de cobre. Para la primera Probeta con carga de 4000 Kg (39240N) y el dimetro de la probeta es de 13,55mm (0.01355m) El rea =1.442x10-4 m2. Haciendo los clculos, la presin aplicada fue de 272,12205 MPa aproximadamente. Por el grafico el porcentaje de densidad del cobre seria 75%.

Para la segunda Probeta con carga de 3500 Kg (34335N) y el dimetro de la probeta es de 13,44mm (0.01344m) El rea =1.398x10-4 m2. Haciendo los clculos, la presin aplicada fue de 245,6008 MPa aproximadamente. Por el grafico el porcentaje de densidad del cobre seria 73%.

Para la tercera Probeta con carga de 2500 Kg (24525N) y el dimetro de la probeta es de 13,26mm (0.01326m) El rea =1.3809x10-4 m2. Haciendo los clculos, la presin aplicada fue de 177,60156 MPa aproximadamente. Por el grafico el porcentaje de densidad del cobre seria 70,3%.

CONCLUSIONES El proceso de sinterizado se busca formacin de micro soldaduras entre material base. El efecto de la presin aplicada en la compactacin de los polvos es aumentar la densidad y por lo tanto variar la propiedad de dureza del material. Existe prdidas de material a causa de oxidaciones en el sinterizado pero estas prdidas son mnimas por ser localizadas de manera superficial y no en todo el material. Se podrn realizar piezas las cuales no impliquen que el material se distribuya lateralmente(en forma perpendicular a la direccin de la carga)Bibliografa

http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/pulvimet.pdf Tratamientos termicos de los metales Pere Molera Sola Volumen 7, Powder Metal Technologies and Applications ASM, International.

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