pulvimetalurgia

2 BASES TEÓRICAS

2. Bases Teóricas

Capítulo III

2.1 PULVIMETALURGIA
La metalurgia de polvos o pulvimetalurgia, PM, es una técnica de procesado que
permite obtener piezas a partir de materiales en forma de polvo. Su nacimiento se
pierde en civilizaciones tan antiguas como la egipcia o la inca, que la empleaban
para fabricar joyas. Pero no es hasta la mitad de los años 20, en el siglopasado,
cuando resurge con más fuerza, gracias a la fabricación de carburos cementados. En
la segunda Guerra Mundial, se desarrollaron multitud de materiales férreos y no
férreos, y coincidiendo con el comienzo de la década de los 60 se produce la
expansión a nivel mundial de este tipo de procesado.
Al principio, el atractivo de los productos PM se centraba en su bajo costo de
fabricación,mientras que sus prestaciones estaban muy por debajo de las de
componentes fabricados por otros métodos. Esta situación ha cambiado en los
últimos treinta años, durante los cuales, la mejora en sus propiedades mecánicas ha
sido tan notable que ha permitido emplearlos en aplicaciones tan avanzadas como la
aeroespacial.
El proceso PM tradicional consta de una etapa de compactación del polvo,para
conseguir una preforma con un mínimo de resistencia mecánica, seguida de un
calentamiento a temperaturas inferiores a la de fusión, denominado sinterización.
Durante este calentamiento, los procesos de difusión hacen que las partículas
pierdan su identidad, obteniéndose un material continuo. En la actualidad, existen
procesados PM mucho más complejos, con etapas de prensado isostático,extrusión,
laminación, compactación por explosivos, inyección, etc. La Fig 2.1 muestra un
esquema del procesado metalúrgico de polvos.

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Procedimiento Experimental

Fig 2.1. Esquema del proceso metalúrgico de polvos.

El mayor consumidor mundial de componentes PM son los Estados Unidos,
seguidos por Europa y Japón. El despegue de esta técnica de fabricación se refleja
en el incrementoen el consumo de polvos metálicos en EEUU, que pasó de
315000 t[1] en el año 1992, a 562000 t en el año 2000[2]. En este mismo año 2000, el
consumo en Europa se elevó hasta las 185000 t. Los polvos de hierro y acero copan
casi el 80 % del mercado mundial, el aluminio supone el 10 % de la producción, y
el cobre se queda en el 5 %.
El procesado PM es más competitivo que otros métodos defabricación, dando
lugar, en múltiples ocasiones, a compactos que no necesitan de operaciones de
mecanizado. Como ejemplo de las ventajas económicas que representa la
pulvimetalurgia, resulta ilustrativo el caso de la fabricación de un segmento
dentado, usado en la transmisión de camiones [3]. En la Fig 2.2 se recogen las etapas
de procesado necesarias para su fabricación por métodosconvencionales, y en la
Fig 2.3 las correspondientes a un procesado pulvimetalúrgico.

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Capítulo III

Fig 2.2. Fabricación convencional de un componente de transmisión
.
transmisión.

Además de que el procesado PM supone un ahorro energético cer
cercano al 60 %
frente a los procesos de forja y mecanizado, y de que el número de etapas de
fabricación necesarias se reduce a la mitad, es muyinteresante considerar el ahorro
de material. Y es que, mientras que para fabricar una pieza de unos 300 g por vía
pulvimetalúrgica, únicamente se desaprovechan 16 g de material, si se realiza por
métodos convencionales se produce una pérdida de 260 g; es decir, casi tanto
convencionales,
material como el necesario para fabricar otra pieza.

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Procedimiento Experimental

Fig 2.3.Fabricación PM de un componente de transmisión
.
transmisión.

No obstante, el procesado PM, sólo es económicamente rentable en el caso de
fabricación de grandes lotes de piezas. Esto hace que la industria del automóvil sea
el sector donde estas técnicas han encontrado su mayor implantación, consumiendo
tas
un 80 % de las piezas pulvimetalúrgicas fabricadas. Anualmente se fabrican, en el
mundo,...