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CONSIDERACIONES DE DISEÑO EN METALURGIA DE POLVOS

El uso de técnicas de la metalurgia de polvos es generalmente apropiado para cierta clase de situaciones, de productos y diseño de partes. En esta monografía intentamos definir las aplicaciones donde la metalurgia de polvos es más apropiada. Presentamos primero un sistema de clasificación para partes de metalurgia de polvos, y luego ofrecemosalgunos lineamientos sobre el diseño de los componentes.

SISTEMA DE CLASIFICACION DE PARTES

La Metal Powder Industries Federation (MPIF) define cuatro clases de diseño de partes de metalurgia de polvos, atendiendo al nivel de dificultad en el prensado convencional. El sistema es útil porque indica alguna de las limitaciones que deben hacerse en las formas cuando se usan los procesamientosconvencionales de metalurgia de polvos. Las cuatro clases de partes se ilustran en la siguiente figura:

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LINEAMIENTOS PARA EL DISEÑO DE PARTES EN METALURGIA DE POLVOS

El sistema de clasificación de MPIF suministra algunos lineamientos aplicables a la geometría de las partes, apropiada a las técnicas de prensado convencional enmetalurgia de polvos. En los siguientes lineamientos se ofrecen sugerencias de diseño adicionales.

-La economía de los procesamientos mediante metalurgia de polvos requiere grandes cantidades de partes para justificar el costo del equipo y las herramientas especiales necesarias. Se sugieren cantidades mínimas de 10000 unidades, aun cuando hay excepciones.

-La capacidad de fabricar partescon un nivel controlado de porosidad es una característica única de la metalurgia de polvos. Son posibles porosidades hasta de 50%.

-La metalurgia de polvos se puede usar para hacer partes de metales y aleaciones que no son usuales, o en materiales que podrían ser difíciles o imposibles de producir por otros medios.

-La forma de la parte debe permitir su remoción del dado después delprensado; esto significa en términos generales que la parte debe tener lados verticales o casi verticales, aunque se pueden hacer escalonados como sugiere el sistema de clasificación MPIF (figura 1)

Deben evitarse características de diseño como muescas y perforaciones laterales como las que se muestran en la figura 2. Son permisibles las muescas y perforaciones verticales, como las de la figura 3,porque no interfieren con la remoción. Las perforaciones verticales pueden hacerse de sección transversal no redonda (cuadradas o estriadas) sin aumentar significativamente las herramientas o las dificultades de procesamiento.

-Las cuerdas roscadas no se pueden fabricar en metalurgia de polvos, si se necesitan, deben maquinarse en la parte ya sinterizada.

-Los chaflanes y esquinas redondeadasson posibles en el prensado de metalurgia de polvos, como se muestra en la figura 4. Cuando los ángulos son muy agudos se encuentran problemas con la rigidez de los punzones.

-El espesor de la pared debe tener un mínimo de 0.060 pulg(1.5mm) entre dos perforaciones o entre una perforación y la pared exterior de la parte, como se indica en la figura 5. El diámetro mínimo recomendado de laperforación es 0.060 pulg (1.5 mm). Hay algunos ejemplos de violaciones a estos lineamientos.

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CAPACIDADES DEL PROCESOS Y ASPECTOS DEL DISEÑO

La metalurgia de polvos es capaz deproducir piezas de forma casi neta o neta; de ahí que su aplicación principal sea para piezas de forma compleja cuyo tamaño es de pequeño a medio, como engranes, levas y palancas. Las capacidades generales de la técnica se muestran en la tabla 11-2. Los materiales indicados son los que se emplean más ampliamente, aunque también es factible procesar otros. Las limitaciones de la forma se pueden...