Materiales Sinterizados
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POR:
Claudia Alvarado
INTRODUCCION
Los antecedentes históricos de la aplicación de la sinterización se encuentran en Egipto 3000 años AC, con piezas de hierro y en las civilizaciones precolombinas para la obtención de adornos de oro a partir de granos de oro y plata como lingote.
Incluso la célebre columna de Delhi de 6,5 toneladas fue fabricada, 300 años DC, a partir de polvos de hierro reducidos.
Sin embargo el moderno desarrollo de estas técnicas ha sido forzado por la necesidad de fabricar ciertas piezas que no eran posibles por procesos alternativos. Es el caso de la obtención de filamentos para lámparas incandescentes realizados por Coollige en los inicios del siglo XX a partir de polvos de wolframio, y también la fabricación de plaquitas de cortes para herramientas tipo lidia a partos de carburos metálicos sinterizados iniciada por Schroter en 1923.
PROCEDIMIENTOS DE FABRICACION
Obtención de polvo
Prensado
Sinterizacion
Calibrado
OBTENCIÓN DE POLVO
La fabricación de polvos se realiza por:
• Vía química
• Vía electrolítica
• Pulverización de metales:
• Mediante chorro de aire comprimido
• Mediante chorro de vapor de agua
La composición del polvo para prensar se rige por las propiedades que se piden a las piezas de acuerdo con la aplicación que hayan de tener
Obtención de polvos metálicos por medio
de pulverización
Prensado
• Los polvos se prensan en moldes de acero con la forma requerida, la presión varía entre 20 y 1400 Mpa. Los polvos plásticos no requieren de altas presiones, como los que son más duros. La mayoría de las prensas que fueron diseñadas para otros fines pueden ser utilizadas para la producción de piezas de polvo. Pueden utilizarse prensas hidráulicas sin embargo es más común que se usen las mecánicas debido a su alta capacidad de producción.
Sinterizacion• La temperatura de
sinterizacion en los polvos de una sola sustancia es de 60 a 80% de la temperatura de fusión de ese material y en el caso de polvos constituidos por varias substancias esa temperatura es ligeramente superior a la temperatura de fusión d ela sustancia de menor punto de fusión.
Bronces porosos 600° a 800°C
Hierro y Acero
sinterizado
1000° a 1300°C
Metales Duros 1400° a 1600°C
Metales de elevado
punto de fusión
como: Tungsteno,
Molibdeno,
Tantalio.
2000° a 2900°C
Las temperaturas de sinterizacion de algunos de los principales materiales son:
FABRICACION DE UN METAL
DURO
Calibrado
• El calibrado después del sinterizado solo puede realizarse en el caso de materiales de hierro y de materiales no férreos sinterizados, pero no en el caso de metales duros o de materiales duros o de materiales cerámicos.
Tratamiento Posterior
• Según sean la composición de los materiales sinterizados estos podrán ser tratados posteriormente para mejorar determinadas propiedades. Asi, por ejemplo, en el acero sinterizado podrá mejorarse la resistencia a la tracción mediante un enfriamientos brusco y en el hierro sinterizado podrá mejorarse la resistencia al desgaste y a la corrosión mediante revenido en vapor de agua recalentado a 200°C
Cambios micro estructurales que ocurren durante la cocción de un polvo compacto a) partícula después del prensado. B) Coalescencia de
partículas y formación de poros a medida que empieza la sinterizacion c) A medida que la sinterizacion ocurre, los poros cambian de tamaño y de
forma
NORMALIZACION DE LOS MATERIALES SINTERIZADOS
A. Materiales sinterizados
para filtros y para
cojines de
deslizamiento (Sint-
A, Sint-B)
Densidad: 4…7 Kg/dm3
Resistencia a la tracción:
1…32 Kp/mm2
-Resistentes a la oxidación, a
los ácidos y al calor.
-Pueden ser trabajados con y
sin arranque de viruta.
-Pueden ser soldados
A. Materiales sinterizados
para piezas de
precisión (Sint-C)
Densidad: 4,6…7 Kg/dm3
Resistencia a tracción:
8…35 Kp/mm2
-Resistentes al desgaste
-Buena conductividad térmica
-Soportan temperaturas de hasta
350°C
A. Materiales sinterizados
para piezas de
precisión, con grados
de relleno de alto a
muy alto (Sint-D, Sint-E)
Densidad: 7,8…Kg/dm3
Resistencia a la
tracción: 20…55 Kp/mm2
-Tienen una resistencia muy alta
-Gran alargamiento
-Muy resistentes al desgaste
Constitución de un símbolo para la designación de materiales sinterizados
Material Sinterizado
Material Sinterizado
Densidad volumen de poros
Densidad 6,8 g/cm3Volumen de poros 18%
Composición
Bronce sinterizado con 0,2…2,0% de grafito 9…11%Sn, resto Cu
Numeración Correlativa
1
VENTAJAS
• Se pueden unir entre sí mucho más fácilmente que por fusión materiales con puntos de fusión y densidades muy diferentes.
• Pueden obtenerse materiales que bien son porosos o bien son compactos.
• Las piezas de los materiales sinterizados pueden recibir su forma definitiva sin trabajo alguno de acabado por arranque de viruta, es decir, con elevado aprovechamiento de material, sin desperdicio alguno.
LIMITACIONES
• Los polvos son caros y difíciles de almacenar• El costo del equipo para la producción de los polvos es
alto• Algunos productos pueden fabricarse por otros
procedimientos más económicamente• Es difícil hacer productos con diseños complicados• Existen algunas dificultades térmicas en el proceso de
sinterizado, especialmente con los materiales de bajo punto de fusión.
• Algunos polvos de granos finos presentan riesgo de explosión, como aluminio, magnesio, zirconio y titanio.
Algunos productos fabricados por este procedimiento