Tema5

TEMA 5. PROCESAMIENTO DE POLVOS PREVIO
AL CONFORMADO Y LA CONSOLIDACIÓN
ESQUEMA:
-Introducción
-Consideraciones de seguridad y salud
-Clasificado de los polvos
-Procesos de desaglomeración
-Limpieza y Recocido
-Mezclado
-Recubrimiento, unión y aglomeración controlada de polvos
-Lubricación del polvo para la compactación
-Cuestiones

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Introducción

¾ Modificar las propiedades del polvo parafacilitar su transporte, manipulación,
conformado, compactación y sinterización.
¾Operaciones típicas:
-Clasificación, Desaglomeración, Limpieza, Recocido, Mezcla (mixing y
blending), Molienda, Recubrimiento, Unión por difusión (bonding),
granulado y Lubricación.
¾No todas son necesarias en todos los casos. Algunas pueden realizarse durante la
producción del polvo, otras se efectúan en la plantapreviamente a la compactación

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Seguridad y Salud en el Manejo de Polvos
¾Peligros para la salud
9Posibilidad de respirar polvos que se encuentran en suspensión en el aire.
D>10 micras: Estos polvos son atrapados en las menbranas mucosas y no
alcanzan los pulmones. 0.01 µm pulmones y además pueden ser disueltos por el organismo.
9Polvos especialmente venenosos.As, Te, Be, Cd, Co, Pb, Ni, Cr, etc.
9Medidas de protección: Limpieza(Máxima concentración permitida en el
aire: < 10-4 g/cm3),utilizar equipo de protección (mascarillas y guantes),
sustituir los elementos más tóxicos por otros con la misma función que no lo
sean, robotizar las operaciones industriales más peligrosas.
•Los polvos más comunes en pulvimetalurgia (Cu, Fe, acero, etc) no
suponen unriesgo para la salud ni por su composición ni por su
granulometría.

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Seguridad y Salud en el Manejo de Polvos
¾Combustión:
9La mayoría de los metales finamente divididos son pirofóricos (arden en
contacto con el aire), pudiendo provocar explosiones. Situación de peligro:
Polvo en suspensión en el aire + fuente de ignición.
9El carácter pirofórico depende fundamentalmente del tamaño (D ↓) y de lacomposición. Ej.:Polvos muy pirofóricos: Al, Zr, Ta, Th, Ti, Mg, etc. Otros
polvos más comunes tienen un riesgo sólo moderado: Fe, Zn, Sn y Cu.
9Concentraciones en suspensión en el aire peligrosas: >40
g/m3.Temperatura de ignición: entre 200 y 700 ºC.Determinadas operaciones,
como la molienda son especialmente peligrosas.
9Medidas de protección: Sistemas de aspiración, para evitar la presencia depolvo en suspensión en el aire, Sistemas de ventilación, Oxidación controlada
de los polvos, coatings, evitar la presencia de fuentes de calor o de chispas en
las zonas en que se maneja el polvo.
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Seguridad y Salud en el Manejo de Polvos

¾Reacciones fuertemente exotérmicas en mezclas de polvos:
•Se trata de polvos que mezclados pueden formar, según muestra su
diagrama de fases, compuestos(normalmente intermetálicos o
cerámicos) con un elevado punto de fusión (muy estables), liberando
importantes cantidades de energía.
•La reacción de formación de estos compuestos es muy exotérmica.
•Ejemplos: Ti-C, Ni-Al, Ni-Si, Ti-Al, Ti-B, Pt-Zr, Fe-Al.
•Durante la reacción se pueden producir incrementos de temperatura de
entre 1000 y 2000ºC.
•Peligro de explosión si se encuentran confinados.•Pueden causar la fusión de partes de los equipos que se están utilizando
para su molienda.

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Clasificado de polvos
¾Consiste en la utilización de tamices (“screens”) o ciclones (“air classifiers)
para eliminar selectivamente determinados tamaños.
¾Objetivos:
-Eliminación de inclusiones cerámicas (refractarios de la lingotera) o
impurezas.
-Control del tamaño de la porosidad.
-Eliminar partículas muyfinas: fluyen mal, son muy reactivas y contienen
altos grados de impurezas.
-Eliminar partículas muy grandes (introducen heterogeneidades en el
material final).
-Conseguir una distribución de tamaños de partícula adecuada para el
llenado y la compactación.
¾Las características de empaquetamiento de las particulas de polvo
determinan el llenado de las matrices y la cantidad de ligante orgánico...

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