Conformado a partir de polvos TEMA 9 TECNOLOGÍA DE MATERIALES.

Conformado a partir de

polvos

TEMA 9

TECNOLOGÍA DE MATERIALES

9.1 Generalidades

9.2 Obtención de polvos

9.3 Compactación

9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas

9.5 Sinterización

9.6 Fabricación de composites de matriz metálica y cerámica

ÍNDICE

Conformado a partir de polvos


9.1 Generalidades9.1 Generalidades

Método más normal de fabricación de productos cerámicos

También se utiliza prácticamente sin ninguna variación para el

conformado de materiales metálicos y algunos plásticos (teflón y las

poliimidas)

Método competitivo para:

Fabricar grandes series de piezas pequeñas de geometría no muy compleja

Metales y aleaciones refractarias

Aleaciones con insolubilidad de sus componentes


Obtención de polvos

Compactación bajo presión

Tratamiento térmico de

densificación (sinterización)

++ ++


9.2 Obtención de polvos9.2 Obtención de polvos

Las características de los polvos de partida (pureza, forma, distribución de

tamaños, reactividad…) tiene un efecto importante en las porpiedades del

producto final.

Métodos de obtención de polvos:

Molienda

Atomización



9.2 Obtención de polvos9.2 Obtención de polvos ATOMIZACIÓN


Polvos esféricos uniformesPolvos

Agua

Agente aglomerante

BARBOTINA

Polvo esférico (30-250μm)

METALES




Dado que estos polvos deben luego compactarse hasta lograr una

pieza prácticamente exenta de poros, la forma y distribuciónla forma y distribución de

tamaños del agregado pulvurulento son variables que deben

controlarse con la mayor precisión.

Interesan formas regulares y tamaños pequeños

(cerámicas técnicas tamaños menores de 1μ)

Para lograr el menor número de huecos internos mezcla de dos o

más granulometrías diferentes.



TRITURACIÓN Y MOLIENDA


TRITURADOS DE RODILLOS MOLINO DE

MARTILLOS

MOLINO DE BOLAS MOLINO DE

RODILLOS


9.3 Compactación9.3 Compactación

CONFORMADO DE POLVOS:CONFORMADO DE POLVOS:

1. Introducción de los polvos en una matriz deseada (normalmente en

frío), junto con aditivos aglomerantes, plastificantes y lubricantes

2. Aplicación de una fuerte presión (grado de densificación requerido)

(Sinterización posterior)





PRENSADO UNIAXIAL

AUTOMATIZADO

6 a 100 veces por minuto

COMPACTACIÓN EN CALIENTE




PRENSADO ISOSTÁTICO

(en frío)

Moldes de goma

Presión aplicada mediante un fluido mayor uniformidad del producto final

PRENSADO ISOSTÁTICO

(en caliente)

Moldes de chapa metálica

Presión aplicada mediante un gas inerte




Densidad en Verde

A mayor presión mayor

densidad en verde

ρNi = 8,9g/cm3


9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas


COLAJECOLAJE

molde poroso

Suspensión de polvos cerámicos muy finos en agua

Piezas huecas: crisoles,

pequeños tubos, material

sanitario, figuras...

Tiempos largos




CONFORMADO PLÁSTICO DE PIEZAS CERÁMICASCONFORMADO PLÁSTICO DE PIEZAS CERÁMICAS

Secado de las arcillas o tratamientos

térmicos para eliminar aditivos.

MezclaMezcla de polvos cerámicos con aguaagua

(arcillas) u otros aditivosotros aditivos (20-50%) para formar

una masa conformable (Estos productos ya se

pueden prensar, extruir o inyectar)

Sinterización final para reducir la alta

porosidad interna.


9.5 Sinterización9.5 Sinterización


Finalidad: producir la densificación del agregado de polvos después de la compactación, eliminando su porosidad interna y

formar enlaces fuertes entre sus partículas constituyentes.

Estos fenómenos tienen lugar expontáneamente cuando se calienta la pieza a temperaturas T~ 0,8Tf (K)

Siempre es el tratamiento final en cualquier método de conformado de polvos.

Se realiza en hornos de atmósfera controlada




A medida que aumenta la densidad

mejoran las propiedades mecánicas del material

(resistencia a tracción, alargamento, resistencia al

impacto...)




HORNO CONTINUO




VIDRIOSVIDRIOS

Líquidos

Admiten conformado por deformación plásticaAdmiten conformado por deformación plástica

Tª +-

Viscosidad+ -

T <Tg materiales rígidos y frágiles

Tg ~ 1017 Poises

Conformado plástico




VIDRIOSVIDRIOS

1013 Poisses Pto de recocido :

fluidez suficiente como para permitir la relajación de

tensiones

1014,5 Poisses Pto de deformación:

los movimientos estrucutrales en el material son tan lentos que aunque el

vidrio se enfríe por debajo de esta temperatura con rapidez no se introducen nuevas tensiones

residuales


9.4 Otros métodos de 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicasconformado de cerámicas


Moldeo por compresión Laminación

Láminas de vidrio flotado

Sopolado

VIDRIOSVIDRIOS


9.6 Fabricación de composites de matriz metálica y cerámica9.6 Fabricación de composites de matriz metálica y cerámica


Conformado de polvos

Método más sencillo para fabricar tanto los materiales compuestos de matriz metálica como los de matriz cerámica reforzados con

partículas, fibras cortas o ‘whiskers’

En el caso de los compuestos de matriz metálica, también se pueden emplear todos los procesos de moldeo por fusión

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