18. GAIA: Sinterizazioa - UPV/EHUehu.eus/manufacturing/docencia/1145_eu.pdfLan aukerak: enpresak eta...

18. Gaia: Beste teknologia batzuk 1/17

VV MODULUA: MODULUA: BESTE TEKNOLOGIA BATZUKBESTE TEKNOLOGIA BATZUK

18. 18. GAIA: GAIA: SinterizazioaSinterizazioa

TEKNOLOGIA MEKANIKOATEKNOLOGIA MEKANIKOA

MEKANIKA INGENIARITZA SAILAMEKANIKA INGENIARITZA SAILA

Universidad del PaUniversidad del Paíís Vasco s Vasco –– Euskal Herriko UnibertsitateaEuskal Herriko Unibertsitatea


EdukiaEdukia

1. Sinterizaturiko produktuen ezaugarriak

2. Sinterizazio prozesua

3. Sinterizaturiko piezen diseinua

4. Prozesuaren aldaerak

5. Beste fabrikazio prozesuekiko konparaketa

6. Lan aukerak: enpresak eta produktuak


1. 1. SinterizaturikoSinterizaturiko produktuenproduktuenezaugarriakezaugarriak

Automoziorako bielak sinterizaturikoaltzairu-hautsaz fabrikatuak

Brontze-hautsarekin egindako isilgailuneumatikoa

SINTERIZAZIOA HAUTS ERAN DAUKAGUN MATERIAL BATETIK HASITA, PRESIOA ETA TENPERATURA KONBINATUZ ALEEN LOTURA LORTZEKO GAITASUNA DUEN PROZESUA DA:

• ABANTAILAK• Lehengaien purutasun handia.• Porositate uniformea eta kontrolatuta duten

piezak.• Materialaren konposizioaren kontrol zorrotza.• Lortutako piezak amaierako formatik hurbil

daude.• Ia edozein materialezko piezak lortzeko

gaitasuna, material desberdinen arteko nahasketak eta material zeramikoak barne.

• MUGAKETAK• Hauts materialaren kostu altua.• Piezen diseinu mugatua.• Piezen tamaina mugatua.• Hauts materiala osasunarentzat kaltegarria da

– Segurtasun neurriak beharrezkoak dira.


Autolubrifikatutako brontzezko zorroak: Sinterizatzerakoan beraien porositateakontrolatzen da eta ondoren lubrifikatzailearekininpregnatu egiten dira

Automoziorakoolio-ponpak










Mekanizatzeko plakatxo sinterizatuak. Material desberdinak erabiltzen dira: Zeramikak, metal gogorra, diamante policristalinoa, …

Sinterizazio bidez fabrikatutako diskogogor batentzako iman iraunkorra.










ALTZAIRU PULBIMETALURGIKOAK: Gero eta erabiliagoak dira erreminta eta tresneriak fabrikatzeko. Altzairua lingoteetan solidotzen denean agertzen diren arazoak saihesten dira, konposizio kimikoaren ez-homogeneotasun lokala eta segregazioak, besteak beste.










2. 2. SinterizazioSinterizazio prozesuaprozesua

SINTERIZAZIO BIDEZ PIEZA BAT FABRIKATZEKO PAUSUAK:

Plakatxoen fabrikazioa sinterizazio bidez.

Hauts-materiala

Gehigarriak: lubrifikatzaileak eta

aglutinatzaileak

NAHASTEPROZESUA

PRENTSANTRINKOKETA

SINTERIZAZIOALABEAN

AKABERAERAGIKETAK

PIEZA “BERDEAN”EDO “GORDINA”

SINTERIZATURIKO PIEZA


Erredukzio bidez lortutakoburdin alea

Ur bidezko atomizaziobidez lortutako alea

Gas bidezko atomizaziobidez lortutako alea

HAUTSEN FABRIKAZIOA:

•Hauts-material bat fabrikatzeko era desberdin daude. Erabilienak honakoak dira:

• Atomizazioa: lehendik lainoztatuta izan den materiala solidotuz.

• Metodo kimikoak: Material desberdinekooxidoen erredukzioaren bidez.

•Hauts-materiala fabrikazio metodoak aleen forma etatamaina du eragina. Ale finenak gas bidezkoatomizazioaren bidez lortzen dira. Beste metodoen bidezlortutako aleak irregularragoak dira. •Sinterizazioan, 10-400 µm arteko ale tamainak erabiltzendira, 100 µm batazbesteko tamaina izanik.•Aleen forma eta tamainak ondorengo trinkoketan dueragina.



TRINKOKETA:

•Prentsa baten bidez hautsa konpaktatzean datza, piezek lortu nahi den forma har dezaten. Pieza “gordina” edo “berdean” lortzen da.•Helburua ondoren egingo den sinterizazio burutzeko beharrezkoak diren aleen arteko kontaktu eta nahastearen dentsitate egokiak lortzea da.•Piezari erresistentzia eman behar zaio apurtu gabe maneiatu ahal izateko.•Batzuetan aglutinatzaileak gehitzen dira berdean lortzen den erresistentzia hobetzeko. Aglutinatzaile hauek labean kenduko dira.•Zenbat eta trinkoketa presioak altuagoak izan:

• Lortutako piezaren dentsitatea handitzen da %100era hurbilduz.

• Berdean lortutako erresistentzia altuagoa da.• Ondoren sinterizaturiko piezaren erresistentzia

ere altuagoa izango da.Kuprezko probeta baten dentsitate eta

erresistentziaren aldaketa presioarekin.

Dentsitatearen aldaketa 2 hauts tamainentzako (Fe eta Cu) presioaren funtzio bezala.



TRINKOKETA:

• Orokorrean, konpaktaketa ahalik eta uniformeena izatea bilatzen da.

• Hauts aleak egindako presioaren norabidean trinkotzen dira.

• Zenbait kasutan, lubrifikatzailean gehitzen da hautsaren desplazamendua errazteko. Aglutinatzailearekin (daukagunean) batera kentzen da sinterizazio fasean.

• Piezak ez simetrikoak, edo lodiera ez uniformekoak direnean, tresneriak ondo diseinatu beharko dira piezaren gainazalean egingo duten presioa uniformeki banatzeko.

• Konpaktaketa prentsa mekaniko edo hidraulikoetan egiten da (forja prozesuan ikusiko direnen oso antzekoak-6.gaian azalduta).

Bi puntzoiz osatutako tresneria trinkoketabertikala eta horizontala egiteko

Lodiera ez uniformeko pieza baten trinkoketapuntzoi bakarrarekin

Lodiera ez uniformeko pieza baten trinkoketa bipuntzoirekin



SINTERIZAZIOA:

• Hauts aleen artean atomoen difusio bidez loturak sortzen dituen prozesua da.

• Beste edozein difusio prozesurekin gertatzen den bezala, tenperatura eta beraien arteko kontaktua handitzen badira difusio prozesua azkartzen da.

• Sinterizazio tenperatura fusio tenperaturaren %70-80 bitartean aurkitu ohi da.

• Piezen oxidazioa sahiesteko, sinterizazia BETI atmosfera kontrolatuan egiten da, normalean atmosfera erreduzitzailean: Hidrogenoa, CO edo amoniakoa.

• Difusio prozesuan zehar pieza uzkurtzen da, eta dimentsioen aldaketa hori diseinu fasean kontuan eduki behar da.

Hasierako hautsa → Sinterizatutako hautsa

Difusiobidezkoloturak

Hasierako egoera → Amaierakoa



Atm

osfe

raer

redu

zitz

aile

a

SINTERIZAZIOA:• Sinterizazio arrunta zinta bidez elikaturiko

labeetan egiten da, zintak pieza gordinak garraiatzen dituelarik.

• Sinterizaziorako labeak zenbait ganberatan banatzen dira:

• Zama gunea: Pieza gordinak uzten diren tokia.

• Garbiketa ganbera (aukerakoa):Aglutinatzailea edo lubrifikatzailea kendu behar denean soilik.

• Tenperatura altuko ganbera: Sinterizazioa egiten den tokia. Tenperaturak fusio tenperaturaren %65-9o artean daude (normalean %70-80 tartean).

• Hozte ganbera: giro tenperaturaraino piezak hozteko.

• Oxidazio kontrolatutako ganbera (aukerakoa): Oxigeno kantitatea pixkanaka igotzen da kontrolik gabeko oxidazioa ekiditeko.

Zamagunea

Garbiketaganbera

(aukerakoa)

Tenperaturaaltuko ganbera

Hozte ganbera

Oxidaziokontrolatutak

o ganbera(aukerakoa)

Pieza gordinak(berdean)

Aglutinatzaileaeta

lubrifikatzaileakentzen dira

Difusio bidezpartikulen

arteko loturak

Hozteprozesuaatmosfera

kontrolatuan

Oxigeno gehikuntzagraduala



3. Sinterizaturiko piezen diseinua3. Sinterizaturiko piezen diseinua

SINTERIZATURIKO PRODUKTUEN DISEINU MUGAKETAK• OROKORREAN, TRINKOKETA UNIFORMEA ERRAZTUKO DUEN DISEINUA

BILATZEN DA.• Ezinezkoa da horma estuak edo diametro txikiko zuloak trinkotzea.• Biribiltze erradioak beharrezkoak dira hautsaren fluxua errazteko.• Irteera angeluak behar dira piezen muturretan.

Horma estuetanmugaketak

Biribiltzeerradioak

Irteera angeluak


44. Prozesuaren aldaerak. Prozesuaren aldaerak

SINTERIZAZIOAREN ZENBAIT ALDAERA EXISTITZEN DIRA:• Aldaera hauek erabiltzen dira:

Ia %100-tatik hurbil dagoen dentsitatea duten piezak behar direnenean.Pieza konplexuetan hautsa uniformeki trinkotu nahi denean.

• Sinteizazio arrunta baino prozesu garestiagoak dira.• Horietatik erabilienak trinkoketa isostatikoa erabiltzen dutenak dira: hotzean egiten dena

(Cold Isostatic Pressing (CIP)) eta beroan egiten dena (Hot Isostatic Pressing (HIP)).

COLD ISOSTATIC PRESSING (CIP):• Hautsak nahasten dira eta molde elastiko

batean sartzen dira (neoprenozkoa, poliuretanozkoa…).

• Moldea likido batean murgiltzen da (normalean uretan) eta likido horren presioa igotzen da.

• Ondoren labe arrunt batetan sinterizatzen da.

HOT ISOSTATIC PRESSING (HIP):• Hautsak nahasten dira eta metalezko molde

malgu batean sartzen dira.• Tenperatura eta presio altua duen gas-

ganberan (Ar normalean) sartzen da moldea.

Itsaspeko ponpa baten pieza HIPbidez fabrikatua.


55. . BesteBeste fabrikaziofabrikazio prozesuekikoprozesuekikokonparaketakonparaketa

SINTERIZAZIO BESTE FABRIKAZIO PROZESUEKIN KONPARAKETA• Sinterizazioa pieza ia bukatuta eta materialaren konposizio ezagun zehatza lortu nahi

denean erabiltzen da.• Kasu hauetan, kostu ikuspuntutik, sinterizazioa oso prozesu lehiakorra izan daiteke.• Hauts eran dagoen materiala oso gareztia denez, sinterizazioa pieza txiki-ertaineko lote

handietan lehiakorra izaten da, materaialaren kostua piezaren kostu totalaren %20-30 bainotxikiagoa denean.

Adibidea: erdiko tamainarenautorako olio-ponpa

• Urteko produkzioa: 3.800.000 pieza• Piezako kontsumitutako energia:

• Sinterizazioa: 0,141 MW/or• Mecanizazioa: 0,281 MW/or

• Urteko diferentzia totala: 532 MW/or

Piezen pisuaren konparaketa

Sinterizazioa

Mekanizazioa

Hondakin materiala (g)Lehengaiaren pisua (g)Piezaren pisua (g)


1. Zergatik kontrolatu daiteke materialaren konposizio eta piezaren porositatea sinterizazioa prozesuan?

2. Beharrezkoa da akabera eragiketak egitea sinterizatutako piezetan? Pieza bukatzeko beharrezkoa da material asko eliminatzea?

3. Zer esan nahi du “berdezko erresistentzia” edo “gordinezko erresistentzia” kontzeptuak? Zergatik da garrantzitsua? Batez ere, zeren menpekoa da?

4. Egia da hurrengo baieztapena?: Trinkoketa presioa beti ahalik eta handiena izan behar da.

5. Zergatik uste duzu bilatzen dela ahalik eta trinkoketa uniformeena? Nola lortzen da?

6. Zer lortzen da sinterizazio labearen barruan? Ze tenperaturara burutzen da prozesu hau?

7. Zergatik existitzen dira diseinu mugaketak sinterizatutako piezetan? Izendatu zeintzuk diren mugaketa hauek.

8. Ze pieza motarentzat (tamaina, materiala, ...) uste duzu dela errentagarriagoa sinterizazio prozesua?

6. 6. TutorepekoTutorepeko galdesortagaldesorta


FMD, Fabricación Metales Duros, S.A.L.Metal gogorrezko erremienten eta tresnerien fabrikazioaKokapena: Zorrozaurre (Bilbo)www.fmd-hm.com

66. Lan. Lan--aukerak: enpresak eta aukerak: enpresak eta produktuakproduktuak

Metal gogorrezko erremintak (FMD)

METASINT, Metales Sinterizados,S.L.Material desberdinezko (Fe, Cu, Ni…) erremienten eta tresnerien fabrikazioaKokapena: Mungia (Bizkaia)www.metasint.com

FERSINT, Férricos Sinterizados, S.L.Sinterizatutako material ferrodunen fabrikazioaKokapena: Trapagaran (Bizkaia)www.fersint.com

STADLER, S.A.Sinterizatutako pieza metalikoen fabrikazio eta merkaturatzeaKokapena: Oñati (Gipuzkoa)www.stadler.es

Sinterizatutako pieza metalikoak (Stadler)

18. GAIA: Sinterizazioa - UPV/EHUehu.eus/manufacturing/docencia/1145_eu.pdfLan aukerak: enpresak eta...

Documents

Transcript of 18. GAIA: Sinterizazioa - UPV/EHUehu.eus/manufacturing/docencia/1145_eu.pdfLan aukerak: enpresak eta...