¿Qué es la Pulvimetalurgia?
La pulvimetalurgia es un término que abarca una amplia gama de formas en que los materiales o componentes están hechos de polvos metálicos. Este proceso puede evitar, o reducir en gran medida, la necesidad de utilizar procesos de eliminación de metales, lo que reduce drásticamente las pérdidas de rendimiento en la fabricación y, a menudo, reduce los costos.
La pulvimetalurgia es un proceso de formación de metales en el que los polvos metálicos compactados se calientan justo por debajo de su punto de fusión. Aunque el proceso ha existido durante más de 100 años, en el último cuarto de siglo ha sido ampliamente reconocido como un método superior para fabricar piezas de alta calidad para una variedad de aplicaciones importantes.
Este éxito se debe, entre otras cosas, a las ventajas que ofrece el proceso sobre otras tecnologías de conformado, como la forja y la fundición de metales, las ventajas en el uso del material, la complejidad de la forma y el control de la forma en las proximidades de la forma de la red. Estos a su vez contribuyen a la sostenibilidad y hacen de la metalurgia de polvos una tecnología ecológica reconocida.
Proceso de pulvimetalurgia
Estas tecnologías de producción generalmente implican todos o la mayoría de los siguientes pasos del proceso:
- Producción de Polvo metálico
- Mezcla y mezcla
- Compactación y conformación del polvo
- Sinterización del compacto para mejorar la integridad y la resistencia
A veces, este proceso se logra con algunas operaciones secundarias como dimensionamiento, acuñación, infiltración, forjado en caliente, etc.
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Producción de polvo
Casi todos los polvos de hierro para la producción de componentes de partículas se producen utilizando el proceso de hierro esponjoso o mediante atomización de agua. Los polvos metálicos no ferrosos utilizados para otras aplicaciones de partículas se pueden fabricar mediante una serie de procesos.
Mezcla de polvos
Esto a menudo puede incluir la incorporación de aditivos de aleación en forma de polvo elemental o la incorporación de un lubricante de prensa.
Formación del polvo mezclado en un compacto
El proceso de consolidación dominante implica el ajuste a presión de un juego de herramientas rígidas que incluye un troquel, punzones y posiblemente mandriles o varillas de núcleo. Sin embargo, hay varios otros procesos de consolidación que se utilizan en aplicaciones de nicho.
Sinterización del compacto para mejorar la integridad y la resistencia
Este paso del proceso implica calentar el material, generalmente en una atmósfera protectora, a una temperatura que esté por debajo del punto de fusión del constituyente principal.
En algunos casos, un componente menor puede formar una fase líquida a temperatura de sinterización; tales casos se describen como sinterización en fase líquida. Los mecanismos involucrados en la sinterización en fase sólida y en fase líquida se discuten brevemente en una sección posterior.
Operaciones secundarias
La aplicación de procesos de acabado a la pieza sinterizada. En la metalurgia de polvos, estos procesos a menudo se conocen como «operaciones secundarias».
Ventajas del proceso de pulvimetalurgia
- Minimiza el mecanizado al producir piezas en dimensiones finales o casi finales
- Minimiza las pérdidas de chatarra al usar típicamente más del 97% de la materia prima en la pieza terminada
- Permite una variedad de sistemas de aleación
- Produce una buena calidad superficial
- Proporciona materiales que pueden ser tratados térmicamente para aumentar la resistencia o el desgaste resistencia
- Proporciona una porosidad controlada para la autolubricación o filtración
- Facilita la creación de formas complejas o únicas que ser poco práctico o imposible con otros procesos de metalurgia
- Es adecuado para la producción de componentes de volumen medio a alto
- Proporciona confiabilidad de rendimiento a largo plazo en aplicaciones críticas