Nuestro proceso
¿Quiere conocer más a fondo en que consiste la pulvimetalurgia y el sinterizado?
¿Quiere saber cuales son sus ventajas?
La pulvimetalurgia convencional y el sinterizado, es un proceso que se empezó a aplicar de forma industrial a principios del siglo XX.
Se caracteriza por trabajar con metal en polvo y a temperaturas por debajo del punto de fusión del metal.
El proceso consta de los siguientes pasos:
Fase I, PREPARACION DEL POLVOEn primer lugar, el metal se funde con el fin de obtener la materia prima necesaria para el proceso pulvimetalúrgico.
El metal fundido en un horno especial se vierte a través de un difusor, con el fin de obtener pequeñas gotas de metal fundido que se enfrían muy rápidamente, mediante agua o gas, o utilizando un disco metálico refrigerado, que gira a gran velocidad.
Los polvos metálicos pueden ser de metales puros, en cuyo caso, se mezclan en las cantidades de polvo adecuadas de cada metal para obtener la aleación deseada. O bien puede ser un polvo "prealeado", obtenido a partir de la fundición de la aleación correspondiente.
Acondicionamiento del polvo:
Una vez obtenido el polvo metálico, es necesario añadir algunos elementos acondicionadores para que se pueda trabajar correctamente. Los principales acondicionantes son:
- Lubricantes: tienen como función reducir la fricción entre las partículas de polvo y de estas con las paredes de la matriz durante la fase de compactado.
- Los aglutinantes: Se agregan para mejorar la unión de las partículas después del compactado, mejorando la resistencia a la manipulación de la "pieza en verde" o cruda.
Fase II, COMPACTADO
El polvo obtenido, constituye la materia prima principal de nuestros productos.
Este polvo se introduce en un molde con la forma de la pieza deseada y se procede a su compactación, mediante una prensa.
La presión ejercida se realiza de forma uniaxial, mediante dos pistones que comprimen el polvo en el interior una matriz desde arriba y desde abajo.
Esta presión varía en función del material o la aleación con la que se trabaja. En la tabla I, se dan algunos valores orientativos acerca de las presiones de trabajo para diferentes materiales.
Una vez compactado el polvo, se obtiene una "pieza en verde" o "cruda", con una forma y unas dimensiones muy próximas a las finales.
Esta pieza en verde, posee cierta resistencia mecánica que permite su manipulación, debida a la deformación de las partículas de polvo durante el prensado, pero que no son aún las propiedades mecánicas adecuadas para su puesta en servicio.
PRESIONES APROXIMADAS DE COMPACTACION PARA ALGUNOS POLVOS METALICOS |
|
MATERIAL |
PRESION (Tons. /Sq. Inch) |
Aluminio |
5 a 20 |
Latón |
30 a 50 |
Bronce |
15 a 20 |
Acero (baja densidad) |
25 a 30 |
Acero (media densidad) |
30 a 40 |
Acero (alta densidad) |
35 a 60 |
Tungsteno |
5 a 10 |
Fase III, SINTERIZADO
Una vez obtenida la pieza en verde, se la somete al proceso de sinterizado.
Este consiste en un calentamiento POR DEBAJO DEL PUNTO DE FUSION del metal, con el fin de que las partículas de polvo se suelden entre si, quedando unidas ahora de forma física.
Las temperaturas de sinterizado se encuentran en un rango de 0.5 a 0.8 veces la temperatura de fusión. En la tabla II, se muestran algunas temperaturas orientativas para el sinterizado de diferentes materiales y aleaciones.
La atmósfera dentro del horno debe de impedir la oxidación superficial de las partículas de polvo que darían lugar a una incorrecta unión de estas. Por esta razón se utilizan hornos de vació o de atmósfera controlada
Se obtiene así una pieza ya terminada con unas tolerancias dimensionales de alrededor del 1% de la dimensión total, con unas propiedades mecánicas adecuadas, y la porosidad deseada inicialmente.
TEMPERATURAS DE SINTERIZADO PARA ALGUNAS ALEACIONES Y MATERIALES |
|
MATERIAL |
TEMPERATURA (°C) |
Bronce |
780 a 840 |
Aceros |
1100 a 1300 |
Aleaciones de aluminio |
560 a 600 |
Latón |
850 a 950 |
Cobre |
750 a 950 |
Metales duros |
1200 a 1600 |
Fase IV, ACABADO
En algunos casos es necesario realizar diferentes operaciones de acabado en función del uso que se le va a dar a la pieza terminada.
Algunas de estas operaciones de acabado son:
- Dimensionado: En ocasiones se desean obtener piezas metálicas con una tolerancia muy estrecha (del orden de 0.001", como por ejemplo en el caso de cojinetes autolubricados). Por esta razón se somete a la pieza ya terminada a un reprensado para ajustar dimensiones.
- Impregnación: Una de las ventajas de la pulvimetalurgia es la posibilidad de tener un control muy estrecho sobre el porcentaje de porosidad de la pieza terminada.
En el caso de los cojinetes autolubricados esta ventaja se aprovecha sometiendo a la pieza a un proceso de impregnación en un aceite lubricante.
- Infiltración: en muy similar a la operación de impregnación, salvo que en este caso, se utiliza un metal fundido o un polímetro para rellenar los poros. Algunos de los metales mas comúnmente usados son el cobre y el plomo.
VENTAJAS DE LA PULVIMETALURGIA
El proceso de pulvimetalurgia y sinterizado presenta una serie de ventajas frente a otros procesos de producción que lo hacen económico, limpio y muy competitivo.
En la tabla III, podrá ver usted algunas de estas ventajas de forma comparativa frente a otros métodos de fabricación.
COMPARATIVO ENTRE DIFERENTES PROCESOS DE FABRICACION |
|||||
PROCESO |
UTILIZACION DEL MATERIAL (%) |
ENERGIA POR KILO DE PARTES |
RESISTENCIA |
POSIBILIDAD DE REALIZACION DE GEOMETRIAS COMPLICADAS |
VOLUMEN DE PIEZAS REQUERIDAS PARA AMORTIZAR INVERSION DE HERRAMENTAL |
FUNDICION |
90 |
30-38 |
BAJA |
NO |
BAJO |
FORJA EN CALIENTE |
75-80 |
46-49 |
EXCELENTE |
NO |
MEDIO |
EXTRUSION |
85 |
41 |
BUENA |
NO |
MEDIO |
PROCESOS DE MAQUINADO |
40-50 |
66-82 |
EXCELENTE |
SI |
ALTO |
SINTERIZADO |
97 |
29 |
BUENA |
SI |
MEDIO |