Pulvimetalurgia

Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ing. Mecánica

MSc. Fausto Oviedo F. Octubre 2012

Productos Obtenidos

Formas de las partículas de Polvos

1.- Métodos de producción de metales en polvo

• Atomización

• Reducción

• Deposición electrolítica

• Carbonillos

• Pulverización

• Aleación metálica

Producción de metales en polvo Atomización:

Producción de metales en polvo Atomización:

Producción de metales en polvo Atomización:

Producción de metales en polvo Atomización:

Producción de metales en polvo Reducción:

Producción de metales en polvo Deposición electrolítica:

Bajo la acción de la corriente la criolita fundida se disocia en iones. Na3AlF6 ==> 3Na+ + AlF6

3- La alúmina disuelta también se disocia en iones. Al2O3 ==> Al3+ + AlO3

3-

Producción de metales en polvo Carbonillos:

Producción de metales en polvo Pulverización:

Producción de metales en polvo Aleación Metálica:

Tamaño Distribución y forma de las partículas Tamaño: 0.1μm - 1000 μm Se detecta por: microscopía, sedimentación, dispersión de luz, otras formas. Distribución: Distribución de frecuencias, tamaño de moda, influye de manera significativa en las propiedades Forma: Depende de la forma de producción del polvo Relación de aspecto: M/m = Rf (esfera 1; Hojuela ≈ 10 Factor de forma: A/V = Ff ( Ff de una hojuela es mayor que una esfera)

2.-Mezclado de los polvos metálicos a. Uniformidad b. Distintos materiales c. Polvos con lubricantes (0.25-5%) acido esteárico

3.- Conformado de las piezas

Prensas Mecánicas

Prensas Isostáticas

• Moldeo de metales por inyección

• Laminado

• Extrusión

• Sin presión

• Deposición por rociado

Otros procesos de compactación

Materiales para dados:

4.- Sinterizado de las piezas Es el proceso de calentar a temperaturas cercanas a la de fusión (70-90% Tf) los comprimidos crudos en un horno con una atmosfera controlada

La calidad del sinterizado depende de: • Mecanismo de difusión • Flujo plástico • Evaporación de materiales volátiles • Recristianización • Crecimiento de granos • Contracción de poros

Principales variables para el sinterizado: • Temperatura. • Atmosfera del horno. • Tiempo.

Etapas del Sinterizado: 1.- Precalentamiento Quemado y volatilización de lubricantes 2.- Sinterizado 3.- Enfriamiento

Mecanismos de Sinterización • Difusión en solido

• Transporte en fase vapor

• Sinterización en fase líquida(Aleaciones)

5.- Acabados

a. Acuñado

b. Forjado

c. Impregnación con fluidos

d. Infiltración (capa de metal de menor punto de fusión)

e. Tratamiento térmico

Consideraciones de diseño en metalurgia de polvos

Formas que deben evitarse:

Ventajas y limitaciones de la pulvimetalurgia productiva

Moldeado de cerámicos

1.- Materias primas

Materias primas

2.- Moldeado a. Vaciado de drenado (Barbolitina)

b. Moldeado plástico

c. Prensado en seco

Moldeado

d. Prensado en húmedo e. Prensado en caliente

3.- Secado

Ejemplo La arcilla

1era. etapa: Secado

110 - 260°C (disminuir H2O)

2da. etapa: Pérdida de la plasticidad

425 - 650°C

4Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

3era. etapa: Vitrificación de Al2O3 y SiO2

"Disminuye la porosidad conforme se inicia la compactación por vitrificación".

A mayor temperatura = mejor acabado

"Cerámicos sumamente vitrificados resultan en artículos de lujo y porcelana".

Vidrios

Usos: envases, vidrio plano, equipos químicos, vidrio óptico.

"Producto inorgánico enfriado, rígido sin cristalización".

Sólido amorfo.

Materia Prima:

SiO2 + Al2O3 + CaO + Na2O

y estabilizadores: Cal, Aluminio, Plomo

Tipos de vidrio

a. Sosa y cal

b. Plomo

c. Borosilicato

d. Alto % Sílice

Moldeado y formado del vidrio

Gracias su atención