Metalurgia de polvos por Andres Rojas y Algina Corradi

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
EDUCACIÓN UNIVERSITARIA CIENCIA Y TECNOLOGIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN CABIMAS
Metalurgia de Polvos
Realizado por:
Algina Corradi C.I 25.186.485
Andres Rojas C.I 26.716.470
Febrero de 2019

2. Índice
1. Definiciones de metalurgia de polvos y sus derivados.
2. Producción, mezcla y preparación, compresión, calentamiento y
características de los polvos metálicos.
3. Ventajas y desventajas con respecto a los otros procesos de
fabricación.

3. 1. Metalurgia de Polvos
La pulvimetalurgia o metalurgia de polvos es un proceso de fabricación que,
partiendo de polvos finos y tras su compactación para darles una forma
determinada, se calientan en una atmósfera controlada para la obtención de la
pieza.
Este proceso es adecuado para la fabricación de grandes series de piezas
pequeñas de gran precisión, para materiales o mezclas poco comunes y para
controlar el grado de porosidad o permeabilidad. Algunos productos típicos son
rodamientos, árboles de levas, herramientas de corte, segmentos de pistones,
guías de válvulas, filtros, etc.
Derivados
Entrando en calor con el tema es necesario conocer la obtención de los polvos
metalúrgicos, generalmente son realizados con metales puros Principalmente de
hierro, cobre, estaño, aluminio, níquel, y titanio, además se puede realizar con
aleaciones tales como latones, bronces aceros y aceros inoxidables. Entre los
procesos más comunes se destacan:
 Atomización en estado líquido. El metal fundido se vierte a través de un
embudo refractario en una cámara de atomización, haciéndole pasar a
través de chorros de agua pulverizada.
 Atomización con electrodo fungible (electrólisis) Se colocan barras o
láminas como ánodos en un tanque que contiene un electrolito. Se aplica
corriente y tras 48 horas se obtiene en los cátodos un depósito de polvo de
aproximadamente 2mm. Se retiran los cátodos y se rascan los polvos
electrolíticos.
 Reducción de óxidos metálicos. Se reducen los óxidos metálicos a polvos
metálicos poniéndolos en contacto con el gas reductor a una temperatura
inferior a la de fusión.

4.  Pulverización mecánica. Útil en metales frágiles. Se muele el metal o se
lima y se lleva a través de un gas, separándose el metal del gas en una
corriente turbulenta dentro de un separador ciclónico.
 Condensación de vapores metálicos. Aplicable en metales que pueden
hervir condensando el vapor en forma de polvo (magnesio, cadmio y zinc).
2. Producción, mezcla y preparación, compresión, calentamiento y
características de los polvos metálicos.
Producción de polvos metálicos
Los polvos metálicos pueden producirse por medio de 4 tecnologías
- La trituración de metales sólidos
- La desintegración mecánica de metales fundidos
- Por procedimientos químicos
- Por electrodeposición.
En este proceso no siempre se utiliza el calor, pero cuando se utiliza este debe
mantenerse debajo de la temperatura de fusión de los metales a trabajar. Cuando
se aplica calor en el proceso subsecuente de la metalurgia de los polvos se le
conoce como sinterizado, este proceso genera la unión de partículas finas con lo
que se mejora la resistencia de los productos y otras de sus propiedades. Las
piezas metálicas producto de los procesos de la metalurgia de los polvos son
producto de la mezcla de diversos polvos de metales que se complementan en
sus características. Así se pueden obtener metales con cobalto, tungsteno o
grafito según para qué va a ser utilizado el material que se fabrica. El metal en
forma de polvo es más caro que en forma sólida y el proceso es sólo
recomendable para la producción en masa de los productos, en general el costo
de producción de piezas producto de polvo metálico es más alto que el de la
fundición, sin embargo es justificable y rentable por las propiedades excepcionales

5. que se obtienen con este procedimiento. Existen productos que no pueden ser
fabricados y otros no compiten por las tolerancias que se logran con este método
de fabricación
La mezcla
Se debe mezclar los polvos metálicos con sus respectivas adiciones, creando una
mezcla homogénea de ingredientes.
La combinación se refiere a la mezcla de polvos de diferente composición química,
teniéndose la ventaja de poder combinar varias aleaciones metálicas que sería
imposible o muy difícil producir por otro medio. El mezclado se refiere a la mezcla
de polvos de la misma composición química, pero que pueden tener diferente
tamaño de partícula. Esta operación es esencial para la 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 para dar una cantidad de
porosidad deseada se agregan a los polvos combinados durante el mezclamiento.
El tiempo para mezclamiento puede variar desde unos pocos minutos hasta varios
días, 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
Preparación
Hay una gran variedad de procesos para producir polvos de metales.
Existe una relación entre un método específico de producción de polvos y las
propiedades deseadas de los productos de metalurgia de polvos.
Métodos más importantes: - Atomización Reducción de óxidos
- Depositación electrolítica

6. Características
La manufactura del polvo es muy importante y se debe trabajar bajo ciertas
especificaciones, las cuales determinan las características últimas y las
propiedades físicas y mecánicas de las partes compactadas.
El resultado final alcanzado después del sinterizado están altamente ligados con
las características del polvo tales como:
- Tamaño de la partícula y la distribución del tamaño
- Condición de la superficie
- Forma de las partículas
- Densidad aparente Además de la composición química y la pureza.
Forma: Ésta característica es importante respecto al empaquetamiento y flujo de
los polvos. Las partículas de forma esférica tienen excelentes cualidades de
sinterizado y dan como resultado características físicas uniformes del producto
final; sin embargo, se ha encontrado que las partículas de forma irregular son
superiores para el moldeo práctico.
Formas de Partículas
a) Acicular
b) Angular
c) Dendrítica
d) Fibrosa
e) Placas
f) Granular
g) Irregular
h) Nodular

7. i) Esferoidal
3. Ventajas y desventajas con respecto a los otros procesos de
fabricación.
Ventaja y Desventaja
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:
1) Alto punto de fusión (tungsteno, molibdeno), o gran diferencia entre los
puntos de fusión de los elementos de aleación.
2) Fácil contaminación del metal fundido por la atmósfera o por el crisol o
material del Molde.
3) Obtención de un tamaño de grano demasiado grande y/o estructuras
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 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

8. las etapas de fabricación. El proceso asegura la uniformidad de las dimensiones y
de las propiedades de las piezas a través, de las operaciones repetitivas, idénticas
para series extremadamente grandes.
Una ventaja más respecto a este proceso de conformado es que se puede obtener
en forma económica la combinación de metales y no metales para la fabricación
de piezas, como en el caso de la industria eléctrica en la cual las escobillas de los
motores y los contactos deben tener conductividad apropiada, pero a la vez ser
resistentes al desgaste y al arco eléctrico que se forma al hacer el contacto. Cabe
destacar que durante la selección de este proceso de conformado, el desperdicio
de material se reduce. Aproximadamente el 97% del polvo que se emplea
inicialmente se convierte en producto, además, este proceso se puede
automatizar, lo que permite reducir sus costos y lograr una calidad en el producto.
Desventajas
• Los polvos metálicos son más caros que los metales en forma sólida y
difíciles de almacenar
• El costo del equipo para la producción de los polvos es alto
• Es recomendable solo para producciones en masa
• Algunos polvos de granos finos presentan riesgo de explosión, como
aluminio, magnesio, zirconio y titanio.
• 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 productos pueden fabricarse por otros procedimientos más
económicamente.

9. • El manejo y almacenamiento de los polvos requiere de especial cuidado, a
fin de evitar la degradación del material con respecto al tiempo y en algunos casos
riesgo de incendio en el metal en polvo.
• Limitaciones en la forma de las piezas, ya que se debe de considerar que
los polvos difícilmente fluyen en sentido horizontal (lateralmente) dentro de los
moldes o dados cuando se efectúa la compresión de ellos.
• La variación en la densidad del material a través de la pieza, especialmente
si se tiene una geometría compleja