Sinterizacion

Tema 5. Sinterización

Definición y objetivos. Toería de la sinterización El proceso de la sinterización. Etapas. Factores que afectan a la sinterización. Fuerzas motrices de la sinterización. Mecanismos de transporte de masa Tipos de sinterización Fenómenos que ocurren durante la sinterización Tecnología de la sinterización.

Definición y objetivos

Definición ISO: Tratamiento térmico deun polvo o compacto a temperatura inferior a la de fusión del principal constituyente, con el propósito de aumentar su resistencia a través de la unión de las partículas. F. Thümmler: Proceso de transporte de masa térmicamente activado que conduce al reforzamiento entre las partículas y/o el cambio de la porosidad y su geometría, acompañada de una reducción de la energía libre. En el proceso,puede tener lugar una fase líquida.

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Tec. Polvos

Dpt. Ciencia e Ing de Materiales e Ing. Química

UC3M

Teoría de la sinterización: el proceso de la sinterización

Estado en verde (unión mecánica)

Estado sinterizado (unión entre partículas)
Compacto de polvos metálicos Metal poroso

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Tec. Polvos

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Teoría de lasinterización: el proceso de la sinterización

Estado en verde

Estado sinterizado

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Tec. Polvos

Dpt. Ciencia e Ing de Materiales e Ing. Química

UC3M

"Powder Metallurgy, materials, processes and applications", European Commission's Leonardo ds Vinci Programme Contract nº EUR/97/2/00202/PI/II.1a/FPC

Teoría de la sinterización: el proceso de la sinterización Estado “en verde” yestado sinterizado (mezcla de polvos)

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Tec. Polvos

Dpt. Ciencia e Ing de Materiales e Ing. Química

UC3M

"Powder Metallurgy, materials, processes and applications", European Commission's Leonardo ds Vinci Programme Contract nº EUR/97/2/00202/PI/II.1a/FPC

Teoría de la sinterización: etapas

Inicial Uniones: Contactos entre las partículas

Intermedia Comienza la densificaciónLos poros se mantienen abiertos→ Fluye gas inout.
6 Tec. Polvos Dpt. Ciencia e Ing de Materiales e Ing. Química UC3M

Final Los poros se cierran → NO Fluye gas in-out Densidad 85-98%

Cortesía del Prof. Randall M. German y Metal Powder Industries Federation MPIF (EEUU)

Factores que afectan a la sinterización

Temperatura Tiempo Atmósfera Composición del material Método de aleaciónContenido en lubricante Velocidades de calentamiento y enfriamiento

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Factores que afectan a la sinterización: Sinterización de alta T

La difusión se activa enormemente entre 1120 –1300 °C:
Se acelera el movimiento de átomos entre partículas (mayor crecimiento de cuellos). Se mejora la reducción de superficie durante lasinterización (sinterización activada). Se aumenta la densidad de sinterización. Se mejora la homogeneización. Mejora el tipo de porosidad (redondeada y cerrada).

SE MEJORAN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS.

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Factores que afectan a la sint.: Efectos de la aleación

Activación o inhibición (etapas iniciales).Homogeneización y formación de la solución sólida (durante la sinterización). Transformaciones de fase (enfriamiento). Precipitación de carburos (enfriamiento). Cambios dimensionales .

Fe + C + (Cu, Ni, Mo, Cr, P, …) + O, N... Cu, Ni, Mo, Cr,

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Factores que afectan a la sinterización: tiempo

Höganäs AB, PM School,www.hoganas.com
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Factores que afectan a la sinterización

Tamaño de partícula a del Ni: 5 m, 10 m Temperatura: 1000 - 1300 °C Tiempo 0,5 - 500 h

Factor de peso
Temperatura Tamaño de partículas del Ni Tiempo de homogenización

a 2  π C0 P  t=   4 Dπ  6 Ca (1 − P) 
Grado de Homogenización P:

Cmin P= Cmax
Höganäs...