Aqui se ve reflexionado toda la investigacion exhaustiva sobre la metalurgia y todos sus beneficios en la construcción y creación de piezas para el funcionamiento del día al día de la sociedad

1. Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educacion
Universitaria, Ciencia y Tecnologia
IUP Santiago Mariño – Sede Ciudad Ojeda
METALURGIA DE POLVO
Integrante
Danielo Piña C.I. 26417157
Codigo de la carrera: 46

2. Metalurgia de polvos
Es un proceso de conformación metálica como la forja o el moldeo, el cual
presenta un control dimensional muy exacto. Este proceso de producción
permite que partes o productos se fabriquen comprimiendo polvo metálico
o algún material cerámico dentro de un molde dado
Ventajas:
 Con el fin de construir objetos sólidos y para evitar la fase liquida
de algunos elementos, la fabricación a partir de polvos es la mejor
opción, para cuando se presentan problemas técnicos tales como:
 Alto punto de fusión (tungsteno, molibdeno), o gran diferencia entre
los puntos de fusión de los elementos de la aleación a fin.
 Fácil contaminación del metal fundido por la atmosfera o material
del molde.
Desventajas:
 La resistencia y tenacidad de las partes producidas por metalurgia
de polvos son inferiores a las partes producidas por fundición o
forja. La fragilidad es función de la porosidad. El desgaste de las
herramientas de fabricación también se traduce en altos costos de
manutención.
Productos derivados de la metalurgia de polvos
Las técnicas de la metalurgia de polvos se utilizan para producir metales
refractarios, metales compuestos, metales porosos y combinaciones de
metal-no metal y como método de producción más eficaz.
 Metales refractarios dúctiles: Son aquellos materiales que pueden
resistir a alta temperatura en la cual puede transportar cierta

3. cantidad de calor a lo largo de su cuerpo, No hay una frontera clara
entre los materiales refractarios y los que no lo son, pero una de
las características habituales que se pide a un material para
considerarlo como tal, es que pueda soportar temperaturas de más
de 1600 °C sin ablandarse.
 Dependiendo de la operación, estos materiales deben resistir
los choques térmicos, ser químicamente inertes, presentar una
baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de dilatación.
 Pseudoaleaciones: es la mezcla de dos o más metales menos
homogénea que una aleación.
 Aleaciones porosas: Son aquellas mezclas o derivados en el cual
el resultado de esta mezcla debe tener un indice aceptable y
caracteristico de porosidad del producto, en el cual un producto de
aleaciones porosas es el titanio.
Produccion.
Las características de un metal en polvo están fuertemente influidas por la
forma en la que se adquiere. Se han desarrollado diversos métodos para
conseguir estos polvos. Es primordial tener en cuenta que no es posible
obtener el material pulverizado si no se tiene en su forma pura.
Normalmente se hacen a partir de metales puros, tales como el hierro,
aluminio, cobre, níquel, estaño y titanio. Los procesos típicos utilizados
son:
 Método de reducción: Consiste en hacer reaccionar el mineral
refinado para así obtener un producto de muy buena pureza.
 Método por electrólisis: Se inicia permitiendo que crezca un
depósito metálico en una placa metálica, que está suspendida
en un tanque que contiene un electrolito.
 Método por atomización en estado líquido: Consta de enviar un
chorro de gas inerte o agua sobre un flujo de metal fundido, de

4. esta manera se forman partículas de distintos tamaños cuando
se solidifica el metal.
 Método por trituración: Éste es un proceso mecánico que
consiste en el desmenuzamiento o pulverización del metal.
 Método por aleación metálica: En éste proceso se mezclan dos
tipos de metales puros, que son trasportados a un molino de
bolas, a fin de que por la acción mecánica de las bolas sobre las
partículas de polvo metálicas, éstas se rompan y se unan entre
sí por difusión, formándose los polvos de aleación.
 Método de perdigonado: El metal se funde y se vierte a través
de pequeñas aberturas, las gotas se transforman en pequeñas
partículas al pasar a través del aire o cuando son agitadas y
enfrían en agua.
Mezcla y produccion.
metales que se complementan en sus características. Así se pueden
obtenermetales con cobalto, tungsteno o grafito según para qué va a ser
utilizado elmaterial que se fabrica.El metal en forma de polvo es más caro
que en forma sólida y el proceso essólo recomendable para la producción
en masa de los productos, en general elcosto de producción de piezas
producto de polvo metálico es más alto que elde la fundición, sin embargo
es justificable y rentable por las propiedadesexcepcionales que se
obtienen con este procedimiento. Existen productos queno pueden ser
fabricados y otros no compiten por las tolerancias que selogran con este
método de fabricación.
Mezcla y preparación del polvo.
La combinación se entiende como las mezclas de polvos de diferente
composición y estructura química, conociendo la ventaja de poder
combinar varias aleaciones metálicas que seria muy difícil producir por
otro medio. El mezclado se comprende a la mezcla de polvos de la misma
composición química, pero pueden tener diferente tamaño de partícula y
moleculas correspondientemente. Esta operación es esencial para la

5. uniformidad del producto terminado. La distribución del tamaño de la
partícula deseada se obtiene combinando de antemano los diferentes
tipos de polvos usados. Los polvos de aleación, los lubricantes y los
agentes de volatilización dan una cantidad de porosidad deseada que se
añaden a los polvos combinados durante el proceso. El tiempo para
mezclamiento puede variar de minutos a varios dias de acuerdo al
comopente quimico y lo que se quiera crear, dependiendo de la
experiencia y de los resultados deseados. El sobre mezclamiento debe
evitarse en muchos casos, ya que puede disminuir el tamaño de la
partícula y endurecer por trabajo las partículas.
Caracteristicas de los polvos metalicos.
Es imprescindible definir las características que se les exigen a los polvos
metálicos y los procedimientos establecidos para su evaluación. En primer
lugar la toma de muestra para analizar un polvo se encuentra detallada en
distintas formas. Entre las propiedades requeridas para caracterizar un
polvo metálico pueden citarse:
 composición química volumétrica y superficial. La composición
volumétrica es determinada mediante las técnicas analíticas usuales,
siendo de especial importancia conocer la composición superficial.
Debido al alto valor del área específica es frecuente la adsorción de
contaminantes o la formación de compuestos oxidados.
 Morfología de los polvos. Habitualmente es documentada mediante
microscopía electrónica de barrido pudiéndose apreciar las formas de
los materiales obtenidos.
 Tamaño promedio de partícula. Puede ser calculada a partir del área
específica del polvo determinada por el método BET o por el
procedimiento FSSS que mide la pérdida de carga de un gas que
fluye a través de un lecho del polvo.
 Distribución de tamaños de partícula. Existen varios procedimientos
recomendados:

6. (1) Análisis por tamizado.
(2) Sedimentación desde una dispersión uniforme del polvo en un
medio líquido y midiendo por turbidimetría, en función del tiempo a
una dada distancia desde el nivel del líquido, la cantidad de
partículas que aún no ha sedimentado; alternativamente la
sedimentación puede ser monitoreada por rayos X.
(3) Técnicas de análisis basadas en la difracción de la luz.
 Velocidad de flujo del polvo metálico. Es útil para calcular la velocidad
de llenado de los moldes lo que afecta a la productividad del proceso
de fabricación de piezas. Se mide determinando el tiempo que tarda
en fluir una masa dada de polvo por un orificio calibrado.
 Densidad aparente. Medida como la masa de polvo que llena un
contenedor de un volumen.
 Compresibilidad o compactibilida: Consiste en determinar la densidad
verde, antes del sinterizado, de la probeta eyectada que fue producida
a partir del polvo confinado en un molde y sometido a presión. Para
algunos polvos metálicos es necesario realizar adicionalmente test
específicos.
Por ejemplo para polvos de cobre o de hierro es conveniente determinar
la cantidad de material inerte que pueden contener, dado que ello afectará
al compactado.
Similarmente, en el caso de polvos de cobre, tungsteno y hierro es
necesario conocer el contenido de oxígeno que es obtenido a partir de la
pérdida de peso de una muestra cuando se hace reaccionar con
hidrógeno a una temperatura controlada.
Compresion.
Esta es la operación más importante dentro de la metalurgia de los
polvos. La densidad obtenida condiciona la viabilidad de la pieza
obtenida. La mayor parte del compactado se hace en frio, aunque hay

7. algunas aplicaciones paralas cuales los comprimidos se presionan en
caliente.
El propósito de la compresión es consolidar el polvo en la forma deseada
y tan cerca como sea posible de las dimensiones finales, teniendo en
cuenta cualquier cambio dimensional que resulte del sinterizado; el
compactado se ha diseñado también para impartir el nivel y tipo de
porosidad deseado y proporcionar una adecuada resistencia para la
manipulación. Las técnicas de compactado pueden clasificarse en dos
tipos:
a) Técnicas de presión, como el troquel, isostática, formado de alta
energía-rapidez, forjado, extrusión vibratoria y continua.
b) Técnicas sin presan, como el proceso de suspensión de gravedad
y continua.
Calentamiento.
Consiste colocar el polvo metalico en horno de mufla con atmósfera
controlada a una temperatura en torno al 75% de la de fusión. En general,
los hornos son continuos con tres cámaras:
 En la cámara de purga se consume el aire y se volatilizan los
lubricantes y aglutinantes al tiempo que se calienta lentamente el
compactado.
 En la cámara de alta temperatura se produce la unión de las
partículas de compactado por difusión en estado sólido.
 En la cámara de enfriamiento se hace descender la temperatura
del producto ya sinterizado.
En todo el proceso, es fundamental mantener una atmósfera controlada
para evitar la rápida oxidación de las pequeñas partículas metálicas al
elevarse las temperaturas en presencia de oxígeno. Para ello, se emplean

8. atmósferas reductoras basadas en hidrógeno, amoníaco disociado
y nitrógeno.
Variantes: Prensado isostático en caliente. La compactación y el
sinterizado se realizan en una única etapa encerrando herméticamente el
polvo en un recipiente flexible y exponiéndolo seguidamente a alta
temperatura y presión. Los productos obtenidos por este sistema tienen
propiedades uniformes e isótropas. Pueden obtenerse valores elevados
de densidad en las piezas debido a la baja porosidad residual que queda
en las piezas tras el proceso, con valores en muchos casos superiores al
99% de la densidad teórica del material completamente denso (sin
porosidad).
Si el sinterizado (calentamiento) se efectúa durante un tiempo prolongado
puede eliminarse los poros y el material se hace más denso. La velocidad
de sinterizado depende de la Temperatura, energía de activación,
coeficiente de difusión, tamaño de las partículas originales.
Ventajas y desventajas con respecto a los otros procesos de fabricación.
Ventajas
La fabricación de objetos sólidos a partir de polvos, sin pasar por la fase
líquida, ha sido usada cuando hay problemas técnicos tales como:
a) Alto punto de fusión (tungsteno, molibdeno), o gran diferencia
entre los puntos de fusión de los elementos de aleación.
b) Fácil contaminación del metal fundido por la atmósfera o por el
crisol o material del molde.
c) Obtención de un tamaño de grano demasiado grande
y/oestructuras segregadas durante la solidificación que dificulta la
laminación o extrusión posterior del material.
Una segunda ventaja importante es la habilidad de producir aleaciones o
combinaciones de materiales (por ejemplo metales con cerámicas)que no
son controlables por relaciones en diagramas de fases (solubles

9. mutuamente), como sería el caso de la solidificación de un líquido. Por
ejemplo, escobillas para motores eléctricos de cobre - carbono y
herramientas de corte metal - cerámicas.
La tercera razón es de índole económica. Piezas pequeñas tales como
engranajes, bujes, etc. pueden hacerse con dimensiones muy precisas
por prensado y sinterizado de polvos. La ventaja reside principalmente en
la eliminación o minimización del maquinado. La materia prima se
aprovecha prácticamente en un 100% puesto que no hay pérdidas a
través de cada una de las etapas de fabricación. El proceso asegura la
uniformidad de las dimensiones y de las propiedades de las piezas
através, de las operaciones repetitivas, idénticas para series
extremadamente grandes.
DESVENTAJAS.
Aunque el costo de los polvos metálicos es elevado, esto es
contrarrestado en gran medida por la ausencia de desperdicios. En los
procesos de fundición, se tienen desperdicios en forma de volatilización,
incorporación a la escoria, oxidación, salpicadura del metal, jitios,
mazarotas y montantes y canales de alimentación.
Las perdidas de polvo son inferiores al .5%. Aún más importante es la
precisión con que puede controlarse la composición y pureza, pues no se
producen inclusiones de escorias ni burbujas o rechupes. Entre las
limitaciones principales se encuentra el hecho que las formas
complicadas, como las posibles en fundición, no se pueden ser hechas
directamente por compactado pero si por compactación isostática en
frio(CIP) y que los polvos metálicos carecen de capacidad para fluir en la
formaque lo hacen los metales fundidos.
Sin embargo en muchos casos eseconómico producir una forma simple
por metalurgia de polvos y maquinarlo luego a la forma más complicada.
Otras limitaciones de la Metalurgia de Polvos son:

10. 1) La resistencia y tenacidad de las partes producidas por
metalurgia de polvos son inferiores a las partes producidas por
fundición o forja. Lafragilidad es función de la porosidad.
2) Los costos iniciales de matrices y herramientas son elevados
y deben ser contrarrestados por una alta producción. El desgaste
de herramientas también se traduce en altos costos de mantención.
3) El tamaño de los productos está limitado por el costo de
grandes prensas y herramientas requeridas en el compactado.
4) Debido a la fricción y a la tendencia que tienen los polvos
metálicos apegarse a las paredes del molde
se produce con frecuencia falta de homogeneidad en las
propiedades.
5) Algunos metales son difíciles o imposibles de comprimir,
tienden a soldarse en frío con el dado.
6) Algunos polvos metálicos presentan serios riesgos de
explosión o combustión cuando están suspendidos en el aire.