Introduccion a La Pulvimetalurgia

Universidad Ricardo Palma Escuela Académico Profesional de Ingeniería Industrial Facultad de Ingeniería

Introducción a los Procesos de Manufactura de Polvos. Métodos de obtención de polvos metálicos, Compactación Compactación y Sinterización  Profesor:

Ing. Walther

Palma  Curso: Proceso de Manufactura I  Laboratorio N°2  Grupo:1  Sub-Grupo: Nº2

Integrantes Díaz Díaz, Julio Alexander Gómez Quispe, Carlos Alonso Heredia Rodríguez, Ricardo Alejandro Llerena Martínez, Kiara Fiorella Paredes Gonzales, Carlos Salazar Herrera, Christian

201510431 201410430

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201512286

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201310484

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201411683 201410394

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2018-0


Dedicatoria: Queremos agradecer en primer lugar a Dios por permitirnos disfrutar día a día, darnos salud, y darnos lo necesario para lograr nuestras metas. También queremos agradecer a nuestros padres por el sacrificio que hacen para brindarnos educación por habernos apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, la motivación constante que nos ha permitido ser personas de bien y el amor infinito que nos da.


Dedicatoria: Queremos agradecer en primer lugar a Dios por permitirnos disfrutar día a día, darnos salud, y darnos lo necesario para lograr nuestras metas. También queremos agradecer a nuestros padres por el sacrificio que hacen para brindarnos educación por habernos apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, la motivación constante que nos ha permitido ser personas de bien y el amor infinito que nos da.


INDICE

1. Introducció I ntroducción n…………………………………………………………………………... 1 2. Resumen….……………………………………………………...……………………. 2 3. Objetivos.……………………………………………………………………………… 3 4. Marco Teórico 4.1 Definiciones…………………………………………………………………. 3 4.2 Materiales y Equipos………………………………………………………. 5 5. Procesos de manufactura de polvos…………………..…………………………. 5 6. Métodos de obtención de polvos metálicos………………….…………………. 7 7. Descripción y procesos de compactación ……………....…………………….. 12 8. Descripción y procesos de sinterización………………………………………. 17 9. Productos obtenidos ………………………………………………………………. 23 10. Ventajas y desventajas…………………………………….…………………….. 25 11. Diagrama de bloques…………………………………………………………….. 26 12. Conclusiones………………………………………………………………………. 27 13. Recomendaciones………………………………………………………………… 28 14. Bibliografía…………………………………………………………………………. 29 15. Anexos………………………………………………………………………………. 29


1. INTRODUCCION

Mediante este informe explicaremos que los metales pueden ser preparados sólo de dos maneras para darle forma útil, las cuales son: fundición o técnicas con polvos llamada Pulvimetalurgia. Esta última será la que tocaremos a fondo. El atractivo mayor de la Pulvimetalurgia es la habilidad de fabricar piezas de formas complejas con excelentes tolerancias y de alta calidad con relativamente bajo costo. En resumen, la pulvimetalurgia toma polvos metálicos con ciertas características como tamaño, forma y empaquetamiento para luego crear una figura de alta dureza y precisión. Los pasos claves incluyen la compactación del polvo y la subsiguiente unión termal de las partículas por medio de la sinterización. El proceso utiliza operaciones automatizadas con un consumo relativamente bajo de energía, alto uso de materiales y bajos costos capitales. Estas características hacen que la pulvimetalurgia se preocupe de la productividad, energía y materiales primas. Además, la pulvimetalurgia es un proceso de manufactura flexible capaz de entregar un rango amplio de nuevos materiales, microestructuras y propiedades. Algunos productos típicos son rodamientos, árboles de levas, herramientas de corte, segmentos de pistones, guías de válvulas, filtros, etc. También demostraremos que este proceso se inició hace años atrás, los primeros usos de polvos metálicos han sido rastreados hacia varios lugares. Por ejemplo, polvos de oro fueron fusionados sobre joyas por los Incas, y los egipcios utilizaron polvos de acero en el año 3000 AC. Otro ejemplo de uso temprano es la Columna de Delhi en la India la que data al año 300 DC. Esta columna fue hecha de 6.5 toneladas de acero en polvo. Inicialmente se usó la pulvimetalurgia para obtener piezas de aquellos metales difíciles de fundir industrialmente debido a sus elevados puntos de fusión. La primera aplicación directa de ella parece haber sido en la manufactura de lingotes de platino en el siglo XIX, al mismo tiempo, se fabricaron monedas de polvos de cobre, plata y plomo cuñadas y sinterizadas. En 1855 Towsend empezó a usar las amalgamas dentales (polvo de plata en mercurio). Pero no fue hasta principios del siglo XX que tuvo lugar un desarrollo serio del proceso con la manufacturación de alambre de tungsteno para filamentos de lámparas (Coolidge). En los años 30 se desarrollaron rodamientos porosos de bronce y contactos eléctricos de grafito-cobre.

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2. RESUMEN: La metalurgia de polvos o pulvimetalurgia, PM, es una técnica de procesado que permite obtener piezas a partir de materiales en forma de polvo. En la segunda Guerra Mundial, se desarrollaron multitud de materiales férreos y no férreos, y coincidiendo con el comienzo de la década de los 60 se produce la expansión a nivel mundial de este tipo de procesado. Al principio, el atractivo de los productos PM se centraba en su bajo costo de fabricación, mientras que sus prestaciones estaban muy por debajo de las de componentes fabricados por otros métodos. Esta situación ha cambiado en los últimos treinta años, durante los cuales, la mejora en sus propiedades mecánicas ha sido tan notable que ha permitido emplearlos en aplicaciones tan avanzadas como la aeroespacial. El proceso PM tradicional consta de una etapa de compactación del polvo, para conseguir una preforma con un mínimo de resistencia mecánica, seguida de un calentamiento a temperaturas inferiores a la de fusión, denominado sinterización. Durante este calentamiento, los procesos de difusión hacen que las partículas pierdan su identidad, obteniéndose un material continuo. En la actualidad, existen procesados PM mucho más complejos, con etapas de prensado isostático, extrusión, laminación, compactación por explosivos, inyección, etc.

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3. OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL  Determinar las características, procesos y usos que se le dan al conformado de metal llamado metalurgia de polvos o pulvimetalurgia. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Definir en qué consiste el proceso de conformado de metales llamado pulvimetalurgia.  Detallar los pasos que generalmente se realizan durante el proceso de conformado.  Dar a conocer qué tipo de pates metálicas son construidas mediante este proceso y el porqué. 4. MARCO TEÓRICO: 4.1 Definiciones: Pulvimetalurgia:

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, se calientan en una atmósfera controlada para la obtención de la pieza. La industria pulvimetalurgia se basa en la producción de grandes series en las cuales el costo del mecanizado influye decisivamente en el costo del producto sinterizado.

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La imagen del esquema describe el recorrido de los polvos como sus características.

Compactado:

Se basa en compactar el polvo con prensas hasta alcanzar la forma de la pieza. El resultado es la pieza “en crudo” o “en verde”. El objetivo es conseguir

la forma, la densidad requerida y el contacto suficiente entre partículas para que se dé el sinterizado en la operación posterior, también se busca dar una resistencia en verde a la pieza, para que pueda ser manipulada. En general, se busca un compactado lo más uniforme posible. Sinterizado:

Es el proceso subsecuente de la metalurgia de los polvos (pulvimetalurgia) en el que interviene calor durante el proceso, este proceso genera la unión de partículas finas con lo que se mejora la resistencia de los productos y otras de sus propiedades. ¿Para qué se usa?

Para la fabricación de grandes series de piezas pequeñas de gran precisión, para materiales o mezclas poco comunes y para controlar el grado de porosidad o permeabilidad. Algunos productos típicos son rodamientos, árboles de levas, herramientas de corte, segmentos de pistones, guías de válvulas, filtros, etc.

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Productos fabricados por sinterización.

4.2. MATERIALES Y EQUIPOS: 

     

Polvo metálico de cobre y zinc, ligante polimérico, lubricante. Trituradora Molino Mezcladora Horno Máquina inyectora de polvos metálico Horno eléctrico

5. PROCESOS DE MANUFACTURA DE POLVOS En este proceso se preparan aleaciones mezclando los polvos metálicos secos, en ocasiones, combinados con otros elementos como cerámicos o polímeros, prensándolos a alta presión y calentándolos después a temperaturas justo por debajo del punto de fusión del metal principal durante el tiempo suficiente para que se enlacen las partículas de los diferentes polvos; el resultado es una aleación sólida y homogénea con propiedades especiales. Consecuentemente, la tecnología de polvos, está creciendo y reemplazando métodos tradicionales para conformar piezas metálicas como la fundición y la forja. Además, es una técnica de manufactura flexible y útil para un amplio rango de aplicaciones, como por ejemplo compuestos resistentes al desgaste, filamentos de tungsteno para ampolletas, restauraciones dentales, rodamientos auto-lubricantes, engranes de transmisión para automóviles, etc. 5


Aplicaciones La metalurgia de polvos permite fabricar componentes de un alto valor e importancia industrial, debido principalmente a sus especiales aplicaciones, algunas de las cuales son: Aplicaciones en la industria del automóvil, en fabricación de electrodomésticos, bombas, cojinetes, transmisiones, etc. También son importante en la industria aeronáutica y aeroespacial, en discos de superaleación para turbinas o componentes de fuselajes hechos de aleaciones de titanio. Piezas fabricadas con metales como el Berilio o el Tungsteno. Este último tiene un elevado punto de fusión, por lo que se produce a partir de Óxido de Tungsteno que se reduce con Hidrógeno. Los aceros para herramientas fabricados por este tipo de procesos proporcionan herramientas de alta velocidad, con una distribución de carburo mucho más fina, pudiendo ser el contenido de este mayor que el encontrado en los aceros producidos convencionalmente. Por ello la vida de la herramienta es mayor.

Proceso de la pulvimetalurgia Cadena de operaciones para llevar a cabo el producto final.

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Fases del proceso: 1. Obtención de los Polvos 2. Dosificación y mezcla 3. Compactación en frío 4. Sinterizado

6. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE POLVOS METÁLICOS: Hay varios métodos para producir metales en polvo, y en la mayor parte de los casos los polvos metálicos se pueden producir con más de un método. La elección depende de los requisitos del producto final. Los tamaños de partícula van desde 0,1µm a 1000µm (4µpulg a 0,04 pulg). Las materias primas metálicas suelen ser metales y aleaciones a granel, menas, sales u otros compuestos. La forma, tamaño, distribución, porosidad, pureza química y las características a granel y superficiales de las partículas dependen del proceso que se use en especial. Estas características son importantes porque afectan mucho el flujo y la permeabilidad durante la compactación y las operaciones siguientes de sinterización.

Tipos de formas de granos de polvos.

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Operaciones secuenciales y entrelazadas para el trabajo con los polvos metálicos.

Atomización: La atomización produce una corriente de metal líquido inyectando un metal fundido en un orificio pequeño. La corriente se desintegra con chorros de gas inerte, aire o agua. El tamaño de las partículas que se forman depende de la temperatura del metal, el caudal, el tamaño de la boquilla y las características de los chorros. En una variante de este método se hace girar un electrodo consumible, rápidamente, en una cámara llena de helio. La fuerza centrífuga desintegra la punta fundida del electrodo y forma partículas metálicas.

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Se rocía el metal líquido luego de la fusión, se agrega aire a presión para la obtención de metal en polvo.

Se muestra el proceso de atomización y sus actividades desde la colada, la inyección de aire a presión y la obtención del polvo.

Reducción: La reducción de óxidos metálicos (eliminación de oxigeno) requiere gases como hidrogeno o monóxido de carbono, como agentes reductores. Con este método los óxidos metálicos muy finos se reducen y pasan al estado metálico. Los polvos producidos por este método son esponjosos y porosos, y tienen formas esféricas angulares, de tamaño uniforme. Deposición electrolítica: En este método se usan soluciones acuosas o sales fundidas. Los metales producidos son de lo más puro que se puede conseguir. Carbonilos: Los carbonilos metálicos, como el carbonilo de hierro y el de níquel, se forman haciendo reaccionar hierro o níquel con monóxido de carbono. Los productos de reacción se descomponen a continuación para 9


obtener hierro y níquel, en forma de partículas pequeñas, densas y uniformemente esféricas, de gran pureza.

Pulverización: La pulverización mecánica implica la fragmentación, molido en molino de bolas, o esmerilado de metales frágiles o menos dúctiles para obtenerlos en pequeñas partículas.

Las ruedas trituradoras dejan el metal en polvo.

Obtención de partículas más pequeñas por tres tipos de operaciones.

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Aleación mecánica: En este proceso se mezclan polvos de dos o más metales puros, en un molino de bolas. Por el impacto de las bolas duras, los polvos se rompen y se unen entre sí por difusión, formando polvos de aleación. Otros métodos: Usados con menos frecuencia son a) precipitación de una solución química, b) producción de esquirlas metálicas finas por maquinado, y c) condensación de vapor. Entre los nuevos avances se incluyen técnicas basadas en procesos de metalurgia extractiva a alta temperatura. Los polvos metálicos se producen con técnicas de procesamiento a alta temperatura, basados en a) la reacción de los halogenuros volátiles con metales líquidos, y b) la reducción controlada y la reducción-carbonización de óxidos sólidos.

6.Aleación metálica

1.Atomización

5.Pulverización

2.Reducción

3.Deposición electrolitica

4.Carbonillos

El gráfico muestra la secuencialidad de los métodos de obtención de polvos.

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7.- DESCRIPION Y PROCESOS DE COMPACTACION La operación más importante en la metalurgia de polvos es el compactado. La habilidad para obtener una densidad presionada satisfactoria determina a menudo la factibilidad de manufactura de piezas a través de la metalurgia de polvos. El propósito del compactado es consolidar el polvo en la forma deseada tan cerca de las dimensiones finales como sea posible, teniendo en cuenta cualquier cambio dimensional que resulte del sinterizado; el compactado se ha diseñado también para impartir el nivel y tipo de porosidad deseado y proporcionar una adecuada resistencia para la manipulación. La compactación uniaxial técnica empleada en este trabajo de investigación puede realizarse con polvos fríos o calientes. Esto afectará la densidad del compacto. La densidad del artículo prensado también depende de la forma de la pieza, el tamaño de partícula del polvo, la presión empleada y el tiempo de permanencia dentro del horno de sinterización. Compactación en frío “cold compaction” El polvo suelto se comprime mediante prensas mecánicas o hidráulicas 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 g radiente 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. Compactación en caliente “warm compaction”. El proceso de compactación en caliente es una técnica alternativa en la cual las piezas logran alcanzar densidades y propiedades mecánicas similares a las obtenidas en el proceso de doble compresión/ doble sinterización utilizando un proceso de compresión uniaxial. El proceso de compactación en caliente consiste en aplicar presión y temperatura simultáneamente. Aunado a esto el compactado y sinterizado

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tienen lugar al mismo tiempo, para tal efecto el proceso incorpora el uso de polvo caliente y herramental caliente en prensas de compactado uniaxial. Lo que ocasiona densidades mayores en las piezas compactadas.

La figura 2.8 ilustra esquemáticamente el proceso de compactación en caliente. Aplicaciones exitosas del proceso de compactación en caliente necesitan que el polvo suministrado y el herramental estén calientes a las temperaturas adecuadas para tal efecto. El control de temperatura recomendado para el calentamiento del polvo y del herramental es de ±2.5ºC. El calentamiento del herramental es llevado acabo usando cartuchos de calor empotrados en el dado. Las temperaturas de polvo y dados usadas varían, de acuerdo a las propiedades finales que se deseen obtener teniendo en cuenta que por cada incremento en la temperatura de compactación se verá incrementada la densidad en verde.

Tipos de prensado uniaxial 

Prensado de simple efecto

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

Prensado de doble efecto



Prensado simple efecto con matriz flotante

Consideraciones de diseño 1. Todas las partes del interior de la matriz deben rellenarse con la cantidad exacta de polvos. 2. La densidad del compacto debe ser lo más homogénea posible. 3. En todas las zonas del interior de la matriz, la densificación de los polvos debe producirse de forma simultánea, con el fin de asegurar una unión suficiente entre las partes adyacentes. 4. El compacto se debe retirar del utillaje de compactación sin sufrir daños.

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RELACIÓN ALTURA/DIÁMETRO. No se pueden hacer paredes estrechas. Una pared se considera estrecha si: •H/espesor >6 •Si espesor 0.8 mm

Dimensiones:  

Máxima sección: cada cm 2 de área proyectada, requiere una fuerza de prensado de 5-6 toneladas. Máxima altura: La condicionan el utillaje, coeficientes de fricción, densidades... Normalmente < 75 mm.

Tolerancias Dirección perpendicular a la dirección de prensado:     

IT9 (IT8 excepcionalmente Distancia entre centros de agujeros paralelos a la dirección de prensado: IT8 + 0.03 Planitud: 0.0015 x D Paralelismo: 0.002 x D Perpendicularidad: 0.002 x D 15




-

Redondez: (IT8-10)/2 Por calibrado se gana una unidad IT D = Máxima dimensión

Defectos más importantes

Causas

Exceso de lubricante Mala extracción (fuerza) Grietas

Mal diseño de la pieza Mal diseño de materiales del utillaje Manipulación inadecuada

Fallas del material

Mal diseño de la matriz Grietas próximas a la superficie

El siguiente cuadro muestra los defectos más relevantes en el proceso con las posibles causas que les corresponden.

Prensas

Tipos de prensas.

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PRENSAS MECANICAS Ventajas

Desventajas

Prensado rápido

Complejidad de las piezas Tamaños pequeños PRENSAS HIDRAULICAS

Ventajas

Desventajas

Libertad para geometrías más complejas

Ciclo de prensado lento

Tamaños grandes

Cuadro comparativo de las ventajas y desventajas de las prensas mecánicas e hidráulicas.

8.- DESCRIPCIÓN Y PROCESO DE SINTERIZACIÓN Concepto: Es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para aumentar la resistencia mecánica de la pieza, ya que se ha aumentado el tamaño de grano. Es un proceso que parte de material en polvo y mediante la combinación de presión y temperatura consigue la unión de partículas. Las piezas compactadas se someten a un tratamiento térmico, en hornos de atmósfera controlada, consiguiendo una cristalización en estado sólido denominada sinterización, Durante este proceso de sinterización las piezas compactadas adquieren sus propiedades físicas y sufren unas ligeras alteraciones dimensionales las cuales ya son previstas en los cálculos de las mismas.

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Diseño de piezas sinterizadas 



 

Generalmente se busca un diseño que permita compactar en polvo de manera uniforme. Imposible compactar paredes muy delgadas o agujeros de pequeño diámetro. Necesidad de radios de acuerdo para mejorar el flujo de polvo. Necesidad de ángulos de salida en los extremos de las piezas.

Característica: La sinterización es uno de los métodos de fabricación más antiguos de metales y materiales cerámicos. Actualmente se usa para obtener cuerpos sólidos compactando polvos metálicos o cerámicos, y aún más recientemente, para obtener algunas formas de polímeros a partir de sus partículas. Constituye a

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veces el único método por el cual puede impartirse a un material propiedades adecuadas para ser utilizado con una determinada finalidad.

Proceso de sinterizado La adaptabilidad de un material dado a la fabricación por sinterizado depende de las propiedades de su polvo y del modo de manufactura. Las propiedades de los polvos que tienen fundamental importancia, son: el tamaño de las partículas, la distribución de tamaños, la forma, la compresibilidad, la pureza y la densidad aparente. Muchas de estas propiedades se hallan ligadas al procedimiento de fabricación del polvo. El tamaño de partículas que normalmente se emplea en el sinterizado oscila entre 0,5 µm y 200 µm.

Sinterizado 













Ocurre una difusión atómica (proceso de enlace de cuerpos sólidos) y las partes unidas durante el proceso de compactación se fortalecen y crecen hasta formar una pieza uniforme. Se genera puentes de unión mediante difusión de átomos entre partículas de polvo. Como cualquier proceso de difusión, la unión entre partículas se acelera si se incrementa la temperatura y el contacto entre las mismas. La temperatura habitual en sinterizado es del orden del 70%-80% de la temperatura de fusión. Para procesos normales se alimentan las piezas al horno en una malla de alambres. Este alambre está hecho de una aleación Níquel/Cromo (80/20%) que permite temperaturas hasta de 1150°C. Para temperaturas superiores se pueden usar Carburos de Silicio que pueden operar a temperaturas hasta 1350°C. Temperaturas de Sinterizado: Hierro / Acero 1100 – 1300ºC Aleaciones de aluminio 590 – 620ºC Cobre 750 – 1000ºC Latón 850 – 950ºC Bronce 740 – 780ºC Metales Duros 1200 – 1600ºC



Para evitar la oxidación de las piezas, el proceso de sinterizado se realiza siempre en atmósfera controlada, siendo esta habitualmente reductora: hidrógeno, monóxido de carbono o amoniaco. La Atmósfera controlada:  Ayudar a eliminar el lubricante  Evitar la oxidación en la zona de enfriamiento  Evitar la descarburación  Mantener una cierta presión positiva a la salida del horno 19


  





Asegurar un purgado seguro. Impide entradas de aire Asegurar un resultado uniforme en la sinterización

Durante el proceso de difusión en estado sólido se produce una contracción en la pieza que se suele tener en cuenta para su compensación. El proceso de sinterizado convencional se realiza en hornos alimentados por cinta, en la cual se cargas las piezas en verde. Los hornos de sinterizado se dividen en varias cámaras: 

Zona de carga: Donde se depositan las piezas en verde.



Cámara de limpieza (opcional): Se incluye solamente si hay que eliminar aglutinante y/o lubricante.



Cámara de alta temperatura: Dónde se da el sinterizado. Las temperaturas pueden ser entre 65 a 90% de la temperatura de fusión (habitualmente entre 70 -80%).



Cámara de enfriamiento: Dónde se enfrían las piezas hasta temperatura ambiente.



Cámara de oxidación controlada (opcional): Se incrementa gradualmente la cantidad de oxígeno para evitar la oxidación descontrolada.

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Esquema de las operaciones en la fabricación de una pieza por sinterizado.

Etapas de la unión de las partículas

Aplicaciones 



Se producen materiales refractarios, metales compuestos, porosos y combinaciones de metales con no metales. Es el único medio para producir molibdeno y tantalio.

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





Se puede combinar materiales duros en una matriz metálica (ej.: carburo cementado) Combinación metal-no metal en materiales antifricción (cobre-grafitosílice) Cojinetes autolubricantes (polvo de bronce con porosidad controlada)



Fabricación de objetos con materiales de mucha pureza y composición de alta precisión. Fabricación de piezas con materiales difíciles de enmondar. Fabricación de carburos metálicos.



Fabricación de piezas metálicas porosas para utilizar como filtros.





Variantes del proceso Existen variantes del proceso de sinterizado convencional, estas variantes se emplean fundamentalmente cuando se requieren piezas de densidad cercanas al 100%, o cuando se requiere compactar el polvo de forma homogénea en piezas complejas. Se trata de procesos más caros que el convencional, los más extendidos son los que emplean compactado isostático en sus variantes: en fr ío o Cold Isostatic Pressing (CIP) y en caliente o Hot Isostatic Pressig (HIP).

Cold Isostatic Pressing (CIP): Se mezclan los polvos y se introducen en un molde elástico de 

neopreno, poliuretano,… 



Se sumerge el molde en un líquido (normalmente agua) y se incrementa la presión del fluido. Se sinteriza en horno convencional

Hot Isostatic Pressig (HIP): Se mezclan los polvos y se introducen en un molde metálico flexible. Se introduce en una cámara de gas (normalmente Argón) a alta temperatura y presión  

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9.- PRODUCTOS OBTENIDOS La metalurgia de polvos permite fabricar componentes de un alto valor e importancia industrial, debido principalmente a sus especiales aplicaciones, algunas de las cuales son: Aplicaciones en la industria del automóvil, en fabricación de electrodomésticos, bombas, cojinetes, transmisiones, etc. También son importante en la industria aeronáutica y aeroespacial, en discos de super-aleación para turbinas o componentes de fuselajes hechos de aleaciones de titanio.

Disco de super-aleación

Los implantes quirúrgicos, como los rellenos de dientes con amalgamas dentales. Estos utilizan el sinterizado transitorio con fase líquida a temperatura ambiente, donde una aleación de Plata-Estaño se amalgama con Mercurio, el cual se consume en la reacción.

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Amalgamas en los dientes para tratamientos de caries.

Piezas fabricadas con metales como el Berilio o el Tungsteno. Este último tiene un elevado punto de fusión, por lo que se produce a partir de Óxido de Tungsteno que se reduce con Hidrógeno.

Rotores

Los aceros para herramientas fabricados por este tipo de procesos proporcionan herramientas de alta velocidad, con una distribución de carburo mucho más fina, pudiendo ser el contenido de éste mayor que el encontrado en los aceros producidos convencionalmente. Por ello la vida de la herramienta es mayor.

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10.- VENTAJAS Y DESVENTAJAS Ventajas de la Pulvimetalurgia 

Genera la forma final, o casi final, eliminando la necesidad de operaciones de acabado.

Apenas se producen desperdicios, aprovechándose casi el 97% de los materiales.  Se pueden fabricar componentes con un nivel específico de porosidad.  Permite el procesado de determinados materiales a los que no pueden aplicarse otros procedimientos.  Permite obtener elevadas características dimensionales.  Son procesos automatizables.  Precisión dimensional y buen acabado.  Tiempo de fabricación corto y costos reducidos.  Piezas imposibles por otros medios: porosidad controlada, mezcla de metales y no metales (cerámicos). Desventajas de la Pulvimetalurgia 

      

Los equipos y herramientas son muy costosos, por lo que se precisan elevados niveles de producción. El coste del polvo metálico es muy elevado, así como su manipulación y almacenaje. Existen limitaciones de forma, debido a la dificultad en la fluencia del material. En ocasiones se presentan variaciones de densidad, sobre todo en el caso de geometrías complejas. Limitado a piezas de tamaño reducido. Características mecánicas inferiores debido a la porosidad del material. Limitaciones de diseño: sección uniforme en la dirección de compactado, esbeltez limitada, etc.

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11.- DIAGRAMA DE BLOQUES

a r u t c a f u n a M : s s o e l v u o q p o l e b d e d a m a r g a i D

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12.- CONCLUSIONES 









Se concluye que mediante este proceso se pueden obtener productos muy resistentes gracias al trabajo hecho a nivel particular, pues durante el sinterizado las partículas de metales se unen dando así porosidad y por la misma naturaleza de la unión es difícil separar o romper el producto obtenido. Genera beneficios importantes tanto en lo económico (costos de piezas y mantenimiento) como en funcionamiento de la máquina que tenga la pieza fabricada por este método. En este proceso no siempre se utiliza el calor, pero cuando se utiliza este debe mantenerse debajo de la temperatura de fusión de los metales a trabajar. Las piezas metálicas producto de los procesos de la metalurgia de los polvos son producto de la mezcla de diversos polvos de metales que se complementan en sus características. Así se pueden obtener metales con cobalto, tungsteno o grafito según para qué va a ser utilizado el material que se fabrica. Precios muy competitivos en relación a otros métodos de fabricación. · Inversiones reducidas al evitarse la utilización de otras máquinas de segundas operaciones u operaciones de acabado. · Aprovechamiento prácticamente del 100% de la materia prima. · Alto grado de ahorro energético. · Tecnología no contaminante.

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13.- RECOMENDACIONES Los polvos más comunes en pulvimetalurgia (Cu, Fe, acero, etc) no suponen un riesgo para la salud ni por su composición ni por su granulometría. Sin embargo al trabajar con partículas de polvo muy pequeñas (Y consideradas como polvos nocivos) las normas de salud y seguridad han establecido límites de exposición. Se recomienda consultar las directrices nacionales y la legislación comunitaria. Sin embargo, puesto que probablemente apenas pueda controlar la fuente del polvo en la mayoría de los casos, debe tomar todas las precauciones posibles para reducir los riesgos. Debe: usar un respirador o una mascarilla; limitar la exposición a los polvos; someterse a chequeos médicos con regularidad; abandonar la zona contaminada inmediatamente si percibe algún síntoma inmediato. Los polvos metálicos o las aleaciones metálicas se clasificarán como sólidos inflamables si hay ignición y si la reacción se propaga en 10 minutos o menos a todo lo largo de la muestra, debido a esto se recomienda, en los ámbitos donde se trabajan con estos polvos, tener un extintor para extinguir fuegos de Clase “C” pues el agua y el CO 2 podrían empeorar el incendio. Se conoce que los polvos muy pirofóricos son: Al, Zr, Ta, Th, Ti, Mg, etc. Otros polvos más comunes tienen un riesgo sólo moderado: Fe, Zn, Sn y Cu Respecto al Ámbito se recomienda una buena limpieza (Máxima concentración permitida en el aire: <10-4g/cm3), utilizar equipo de protección (mascarillas y guantes), sustituir los elementos más tóxicos por otros con la misma función que no lo sean, robotizar las operaciones industriales más peligrosas y tener sistemas de aspiración, para evitar la presencia de polvo en suspensión en el aire, así como sistemas de ventilación.

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Introduccion a La Pulvimetalurgia

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