ING . GU IDO QUISPE AMPUERO

METALURGIA DE POLVOS

DEFINICIONES

• Polvo: Es un sólido finamente dividido, menor de 1 mm en su dimensión máxima. En muchos casos, los polvos serán de carácter metálico, pero en general se combinarán con otras fases (cerámicos, polímeros , vidrios, etc).

• Una característica fundamental del polvo es la elevada proporción entre su área superficial y su volumen.

• Su comportamiento es intermedio entre un sólido y un líquido. Los polvos fluyen por efecto de la gravedad para llenar contenedores o cavidades de matrices (como se fuesen líquidos).

• Son compresibles, como los gases, pero su compresión es un fenómeno irreversible, como la deformación plástica de un metal.

• Las piezas obtenidas mediante P/M muestran tras el procesamiento las propiedades de los materiales sólidos correspondientes.

• En primer lugar la tecnología de polvos tiene en consideración todos los factores que intervienen en el material de partida:• fabricación• Caracterización (tamaño y forma)• Manejo• Menos importantes son:• Clasificación• Embalaje• Transporte

• En segundo lugar el procesamiento tiene como procesos básicos la Compactación y la Sinterización que tienen como objetivo la obtención de una forma próxima a la final y la eliminación de la porosidad.

• Por último, la calidad del producto se asegura mediante un estudio de las propiedades finales y su relación con la microestructura.

• El resultado final depende de la toma correcta de decisiones en las tres etapas: el tipo de polvo, influencia la facilidad de prensado (p.e. atomizado gas) y su sinterización.

CARACTERÍSTICAS DE LOS POLVOS METÁLICOS

• Entre las propiedades que caracterizan a los polvos metálicos se encuentran:

• Los polvos metálicos poseen una composición química y volumétrica superficial, la cual es determinada por técnicas de análisis, conociendo de esta forma su composición. Pueden llegar a absorber ciertos contaminantes dando pie a la formación de compuestos oxidados.

• Poseen una morfología, la cual se aprecia por la microscopia electrónica de barrido.

• Tienen un tamaño característico de la partícula, la cual se define por un área específica, donde se mide la pérdida de gas que fluye por el polvo.

• Aportan una velocidad de flujo, que se mide por el sistema de llenado y la conductividad de las piezas fabricadas a base de polvo metálico.

• Poseen una densidad medida por la masa del polvo.• Tienen compresibilidad y compactibilidad.

CARACTERIZACIÓN DE POLVOS

• El tamaño, forma y distribución de los polvos afectan las características de las piezas a producir, por lo que se debe tener especial cuidado en la forma en la que se producen los polvos. Las principales características de los polvos a considerar son:

• 1. Forma• 2. Finura• 3. Distribución• 4. Capacidad para fluir• 5. Propiedades químicas• 6. Compresibilidad• 7. Densidad Aparente• 8. 9. Propiedades de sinterización

• Forma• La forma del polvo depende de la manera en la

que se produjo el polvo, esta puede ser esférica, quebrada, dendrítica. plana o angular.• Finura• La finura se refiere al tamaño de la partícula, se

mide por medio de mallas normalizadas, las que consisten en cribas normalizadas, las que se encuentran entre las 36 y 850 micras.

• Distribución de los tamaños de partículas• Se refiere a las cantidades de los tamaños de las

partículas que participan en la composición de una pieza de polvo, esta distribución de tamaños tiene gran influencia en la fluidez y densidad de las partículas y en la porosidad final del producto.

• Fluidez• Es la propiedad que le permite fluir fácilmente de

una parte a otra o a la cavidad del molde. Se mide por una tasa de flujo a través de un orificio normalizado.• Propiedades químicas• Son características de reacción ante diferentes

elementos. También se relacionan con la pureza del polvo utilizado.

• Compresibilidad• Es la relación que existe entre el volumen inicial

del polvo utilizado y el volumen final de la pieza comprimida. Esta propiedad varia• considerablemente en función del tamaño de las

partículas de polvo y afecta directamente a resistencia de las piezas.

• Densidad aparente• Se expresa en kilogramos por metro cúbico. Esta

debe ser constante siempre, para que la pieza tenga en todas sus partes la misma cantidad de polvo.• Facilidad de sinterización• La sinterización es la unión de las partículas por

medio del calor.• Dependerá del tipo de polvo que se esté

utilizando, por lo que existen tantas temperaturas de sinterización como materiales utilizados.

PROPIEDADES FINALES:

• a) Efecto de la densidad.• b) Efecto de las condiciones de sinterización.• c) Efecto de los elementos de aleación.• d) Efecto de los tratamientos térmicos.

Porosidad

Densidad en verde

Sinterización

Elementos de Aleación

Tratamientos

Térmicos

CUESTIONARIO 1

• Ø1 ¿Cuáles son las diferencias más importantes entre polvos metálicos y cerámicos y como podrían influir sobre su procesamiento P/M?

• Ø2 A pesar de su bajo punto de fusión (232ºC), el estaño se usa habitualmente como polvo. Identificar algunas posibles aplicaciones de este material.

• Ø3 Los polvos metálicos o cerámicos presentan propiedades de fluidez parecidas a las de los líquidos. Identificar objetos habituales que utilicen esta propiedad.

• Ø4 Dos aplicaciones de las aleaciones de aluminio son como combustible sólido para cohetes y para la fabricación de piezas del fuselaje de aviones y piezas de motores de motocicletas. ¿Qué diferencias se os ocurren que pueden tener los polvos que se utilicen en cada caso?