Sinterizacion

19 OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
ESPAÑA

54 Título: Método para sinterizar una pieza de acero al carbono usando un aglutinante hidrocoloide como fuente
de carbono.
DESCRIPCIÓN
Método para sinterizar una pieza de acero al carbono usando un aglutinante hidrocoloide como fuente de carbono.
Antecedentes de la invención
Los aceros al carbono y aceros para herramientas así como otrosaceros y aleaciones con un alto contenido de carbono se caracterizan principalmente por propiedades de resistencia alta. El límite elástico, la resistencia a la tracción y la dureza aparente aumentan con un aumento del contenido de carbono, y en la misma medida disminuye la elongación.
Es difícil producir una pieza estructural a partir de un polvo de acero al carbono que tenga un contenido decarbono de más de aproximadamente 0,1% por prensado y sinterización, ya que este polvo es muy duro y la densidad en verde resultante de la pasta en crudo obtenida por prensado será muy baja. Con el fin de obtener una buena compresibilidad se podría hacer el recocido blando del polvo, pero ésta es una operación muy costosa que debe realizarse en una atmósfera protectora. Por lo tanto, el carbononormalmente se añade en forma de un polvo de grafito antes del prensado. Para fabricar piezas de un acero con alto contenido de carbono a partir de un polvo metálico, dicho polvo se mezcla con hasta 1% en peso de carbono en forma de grafito de granos finos. El polvo de grafito que se usa para la adición de carbono a un acero o una aleación, se hace moliendo grafito natural o sintético. Durante mucho tiempo hadominado el grafito natural debido a una mayor reactividad durante el procedimiento de sinterización, pero hoy en día también los hay sintéticos con dichas propiedades.
La “densidad en verde”, es decir la densidad de la pasta en crudo que se alcanza después de la operación de prensado, es una propiedad importante. Una densidad en verde alta dará mejores propiedades mecánicas, mayor densidad finaly mejores tolerancias después de la sinterización. Con el fin de obtener una densidad en verde alta, la ductilidad del polvo debe ser alta, puesto que la presión que se puede aplicar durante el compactado, normalmente no debería ser mayor de 800 MPa debido a la duración de la herramienta. Sin embargo, debido al hecho de que se añade grafito, la densidad final después de la sinterización será baja.Esto se debe al hecho de que el grafito tiene una densidad baja y ocupa volumen durante el prensado. Cuando se difunde en la pieza como carbono, se restringe el aumento de densidad. También se sabe bien, que cuando se mezcla grafito y acero al carbono no aleado es difícil obtener una mezcla perfecta, lo cual conduce a heterogenicidades con zonas con mayor y menor contenido de carbono, lo cual daresultados irregulares y propiedades diferentes de los cuerpos sinterizados. Esto es especialmente cierto para los polvos irregulares como polvo atomizado con agua.
Por lo tanto, ahora cuando se requieren buenas propiedades mecánicas, las piezas estructurales de aceros al carbono y para herramientas se producen principalmente por forjado, moldeado o prensado isostático en caliente, seguido demaquinización.
Técnica anterior
El documento US 5.460.641 describe la producción de piezas a partir de polvos de partículas esféricas por compresión y sinterización. Las partículas esféricas del polvo se obtienen por pulverización de un metal o aleación líquidos usando un chorro gaseoso, tal como un chorro de un gas neutro, y se prefieren frente a las partículas angulares debido al contenido mucho menorde óxido. Sin embargo, la resistencia mecánica de una pieza en bruto obtenida después de compresión en frío de partículas esféricas, la resistencia en verde, no es adecuada para su manipulación, y en particular para expulsarla del molde y transferirla al horno de sinterización.
Con el fin de mejorar la resistencia en verde, las partículas esféricas se mezclan con un hidrocoloide, tal como una...