ytabjhg: Metalurgia de los polvos

Metalurgia del polvo

Se define como el arte de elaborar productos comerciales a partir de polvos metálicos.

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. Cuando se aplica calor en el
proceso subsecuente de la metalurgia de los polvos se le conoce como sinterizado, este
proceso genera la unión de partículas finas con lo que se mejora la resistencia de los productos
y otras de sus propiedades. 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.

El metal en forma de polvo es más caro que en forma sólida y el proceso es sólo recomendable
para la producción en masa de los productos, en general el costo de producción de piezas
producto de polvo metálico es más alto que el de la fundición, sin embargo es justificable y
rentable por las propiedades excepcionales que se obtienen con este procedimiento. Existen
productos que no pueden ser fabricados y otros no compiten por las tolerancias que se logran
con este método de fabricación.

El proceso de manera general consiste en:

1. Producción de polvo de los metales que serán utilizados en la pieza.
2. Mezclado de los metales participantes.
3. Conformado de las piezas por medio de prensas.
4. Sinterizado de las piezas.
5. Tratamientos térmicos.

Producción y Caracterización de Polvos

El tamaño, forma y distribución de los polvos afectan las características de las piezas a
producir, por lo que se debe tener especial cuidado en la forma en la que se producen los
polvos. Las principales características de los polvos a considerar son:

1. Forma

2. Finura
3. Distribución
4. Capacidad para fluir
5. Propiedades químicas
6. Compresibilidad
7. Densidad
8. Densidad
9. Propiedades de sinterización

Forma

La forma del polvo depende de la manera en la que se produjo el polvo, esta puede ser esférica, quebrada, dendrítica, plana o angular.

Finura

La finura se refiere al tamaño de la partícula, se mide por medio de mallas normalizadas, las que consisten en cribas normalizadas, las que se encuentran entre las 36 y 850 micras.

Distribución de los tamaños de partículas

Se refiere a las cantidades de los tamaños de las partículas que participan en la composición de una pieza de polvo, esta distribución de tamaños tiene gran influencia en la fluidez y densidad de las partículas y en la porosidad final del producto.

Fluidez

Es la propiedad que le permite fluir fácilmente de una parte a otra o a la cavidad del molde. Se mide por una tasa de flujo a través de un orificio normalizado.

Propiedades químicas

Son características de reacción ante diferentes elementos. También se relacionan con la pureza del polvo utilizado.

Compresibilidad

Es la relación que existe entre el volumen inicial del polvo utilizado y el volumen final de la pieza comprimida. Esta propiedad varía considerablemente en función del tamaño de las partículas de polvo y afecta directamente a resistencia de las piezas.

Densidad Aparente

Se expresa en kilogramos por metro cúbico. Esta debe ser constante siempre, para que la pieza tenga en todas sus partes la misma cantidad de polvo.

Facilidad De Sinterización

La sinterización es la unión de las partículas por medio del calor. Dependerá del tipo de polvo
que se esté utilizando, por lo que existen tantas temperaturas de sinterización como
materiales utilizados.

Métodos para Producir Polvos

Todos los metales pueden producirse en forma de polvo, sin embargo no todos cumplen con
las características necesarias para poder conformar una pieza. Los dos metales más utilizados
para la producción de polvo para la fabricación de piezas son el cobre y el hierro. Como
variaciones del cobre se utilizan el bronce para los cojinetes porosos y el latón para pequeñas
piezas de máquinas. También se llegan a utilizar otros polvos de níquel, plata, tungsteno y
aluminio.

Existen diferentes formas de producir polvos metalúrgicos dependiendo de las características

físicas y químicas de los metales utilizados:

Con maquinado se producen partículas gruesas y se usan principalmente para producir polvos

de magnesio.

En el proceso de molido se tritura el material con molinos rotatorios de rodillos y por
estampado rompiendo los metales, por este método los materiales frágiles pueden reducirse a
partículas irregulares de cualquier finura.

El proceso de perdigonado consiste en vaciar metal fundido en un tamiz y enfriarlo dejándolo caer en agua. En este proceso se obtienen partículas esféricas o con forma de pera. La mayoría de los metales pueden perdigonarse, pero el tamaño de las partículas es demasiado grande.

La 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.

Algunos metales pueden convertirse en polvo con una agitación rápida del metal mientras se

está enfriando, este proceso se le conoce como granulación.

Otro procedimiento para la producción de polvo de hierro, plata y algunos otros metales es el
de depósito electrolítico. Consiste en la inmersión del metal a pulverizar, como ánodos, en
tinas con un electrolito, los tanques actúan como cátodos, el hierro o metal a pulverizar se
mueve de los ánodos hacia los cátodos depositándose como un polvo fino que puede
posteriormente utilizarse con facilidad.

Referencias

Características de la metalurgia del polvo, 13 de agosto de 2011 dirección electrónica: http://es.scribd.com/doc/37393690/METALURGIA-DE-POLVOS

Prensado convencional y sinterizado

Después de la producción de polvos metálicos, la secuencia convencional de la metalurgia de polvos consiste en tres pasos:

1. Combinación y mezclado de los polvos

2. Compactación, en la cual se prensan los polvos para obtener la forma deseada.

3. Sinterizado, que implica calentamiento a una temperatura por debajo del punto de fusión para provocar la unión de las partículas en estado sólido y el fortalecimiento de la parte. Estos tres pasos que algunas veces se aluden como operaciones primarias de la metalurgia de los polvos y en ocasiones también se ejecutan operaciones secundarias destinadas a mejorar la precisión dimensional e incrementar la densidad.

Referencias

Prensado convencional y sinterizado de la metalurgia del polvo, 13 de agosto de 2011 dirección electrónica:http://books.google.co.cr/books?id=tcV0l37tUr0C&pg=PA402&lpg=PA402&dq=prensado+convencional+y+sinterizado+de+la+metalurgia+de+polvos&source=bl&ots=7XLxa7aBRA&sig=Wichu9dFX4RwYgLRkK0vcUVSRV0&hl=es&ei=tEFHTqmPAoqbtwfKtv3fBQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CCkQ6AEwAg#