Pulvimetalurgia

La pulvimetalurgia es un proceso de conformación metálica que consiste en prensar polvos metálicos para darles forma determinada. El prensado se hace con prensas similares a las de los procesos normales de formado con matrices más complejas y los materiales en polvo se deben someter a tratamiento térmico en un horno para sinterizarlos. La primera aplicación en la industria moderna fue laformación de alambres con materiales en polvo que eran muy duros para trabajarlos o fundirlos. La metalurgia de polvos es muy usada para formar una gran cantidad de piezas pequeñas o con ciertos materiales que por otros medios es casi imposible.

Fabricación de los polvos metálicos

La pulvimetalurgia comienza con la fabricación de los polvos metálicos; y aunque todos los metales pueden producirse enforma de polvo, no todos cumplen con las características necesarias para poder conformar una pieza. Los dos metales más utilizados para la producción de polvo para la fabricación de componentes son el cobre y el hierro; como reemplazo del cobre se utilizan el bronce para hacer cojinetes porosos y el latón para pequeñas piezas de maquinaria, además se combinan latón y acero para partesestructurales; también, aunque en menor proporción, se emplean polvos de acero inoxidable, níquel, plata, tungsteno, tantalio, titanio, cobalto, zirconio, grafito, aluminio y diferentes carburos y óxidos metálicos.
La selección y aplicación de un polvo dependen del tipo de material y los objetivos que se quieran alcanzar, por esto, en la industria se eligen los polvos según su forma, tamaño y distribución delas partículas, además de su pureza, densidad, velocidad de flujo y compresibilidad, ya que estas características determinan las propiedades finales de las piezas.

Fabricación de la pieza

El proceso para conformar una pieza por pulvimetalurgia se puede resumir en tres etapas:

* Dosificación y Mezcla: Los polvos metálicos se deben mezclar con sus respectivas adiciones (dependiendo delas propiedades deseadas para la pieza terminada), para crear una mezcla homogénea de ingredientes.

* Compactado: Esta es la operación más importante dentro de la metalurgia de polvos, en ella se introduce la mezcla en un molde de acero o carburo rígido y se compacta bajo presión hasta obtener una pieza con la forma y el tamaño deseado.

* Sinterizado: En esta etapa la mezcla comprimidaadquiere la resistencia y fuerza definitiva. Las piezas se introducen en un horno con temperatura controlada que no excede el punto de fundición del metal base (entre el 60 y 90 por ciento antes de la fusión), con esto se logra la difusión atómica del material y la unión entre los diferentes polvos, lograda durante el proceso de compactación, y se fortalecen los enlaces metalúrgicos para formaruna pieza uniforme con propiedades especiales.

Propiedades del método

* Posibilidad de obtención de composiciones “raras”, no alcanzables con otros métodos.
* Homogeneidad de distribución de las fases.
* Porosidad.

Propiedades del material sinterizado

* Resistencia y tenacidad.
* Densidad relativa.
* Porosidad.

Riesgos de trabajo con polvos metálicos

*Riesgos para la salud: Inhalación, intoxicación, irritación de las vías respiratorias. Quemaduras por inflamación/explosión.
* Riesgos para el proceso de fabricación y calidad de la pieza.

Consumo de material y energía

Proceso de fabricación | Material aprovechado (%) | Energía consumida (MJ/Kg) |
Pulvimetalurgia | 95 | 30 |
Colada | 90 | 30-40 |
Extrusión | 85 | 40 |
Estampación encaliente | 75-80 | 45-50 |
Mecanizado | 40-50 | 65-85 |

1. RELACIÓN MORFOLOGÍA DEL POLVO VS MÉTODO DE FABRICACIÓN
OBJETIVO

Observar el tipo de grano en las diferentes muestras, tamaño y forma de los polvos

MATERIALES

* Microscopio
* Muestras de:
* Cobre electrolítico (nº 1)
* Bronce atomizado (nº 2)
* Hierro atomizado (nº 3)
* Cinc (nº 4)...