bastidas víctor bastidas Andres Balzan Adolfo ing. mtto mecanico

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO
CABIMAS-ZULIA
PROCESOS DE FABRICACIÓN I
(PULVIMETALURGIA)
INTEGRANTES:
BASTIDAS, VÍCTOR. 26.318.981
BASTIDAS, ANDRÉS 26.318.982
BALZAN, ADOLFO 27.135.612
ING. MANTENIMIENTO MECANICO

2. PULVIMETALURGIA
Es un proceso de fabricación que, partiendo de polvos finos y tras su compactación
para darles una forma determinada, se calientan en atmósfera controlada
(sinterizados) para la obtención de la pieza.
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.
DERIVADOS
Son derivados generalmente de metales puros, principalmente hierro, cobre,
estaño, aluminio, níquel, y titanio, aleaciones como latones, bronces, aceros, y
aceros inoxidables o polvos pre-aleados.
OBTENCIÓN DE POLVOS
Hay una gran variedad de procesos para producir polvos de metales.
Métodos más importantes: - Atomización - Reducción de óxidos - Depositación
electrolítica
 Atomización
En este proceso, Se pasa el metal líquido por una boquilla en cuanto un flujo
(gas: aire, N, Ar o liquido: agua) separa el metal en pequeñas gotas que luego
son congeladas rápidamente antes de que entren en contacto entre ellas o con
una superficie sólida. Variando diferentes parámetros del proceso se puede
controlar el tamaño de las partículas.
En principio la técnica es aplicable para todos los metales que se puedan fundir
pero es comercialmente utilizada para la producción de polvos de Hierro,
Cobre, Aceros, Bronce, Aluminio, Plomo y Zinc
 Reducción de óxidos
Este proceso ha sido, por mucho tiempo el más utilizado para la producción de
polvo de hierro. Es un método conveniente, económico y flexible para producir
polvos. Se reducen los óxidos metálicos a polvos metálicos poniéndolos en
contacto con un gas reductor a una temperatura inferior a la de fusión.
La materia prima seleccionada es aplastada y mezclada con carbón y llevada a
un horno en donde reacciona. Después se aplasta nuevamente, se separan
los materiales no metálicos y se tamiza para producir el polvo.
Debido a que no se hace ninguna refinación, la pureza del polvo es totalmente
dependiente de la pureza de la materia prima. Las partículas producidas por

3. este método son de estructura tipo esponja irregulares y porosas, ideales para
moldear. Es económico, el más usado y el único procedimiento para obtener W
y Mo. También se usa para producir: Fe, Ni, Co y Cu.
 Depositación electrolítica
Escogiendo las condiciones apropiadas posición y fuerza del electrolito,
corriente, densidad, temperatura, entre otros. Muchos metales pueden
convertirse en polvos metálicos. Se usa por lo general para producir polvo de
Cobre, pero también se puede utilizar para la producción de polvo de Cromo y
Manganeso.
Dos de las mayores cualidades de este proceso son la alta pureza y la alta
densidad alcanzada en los polvos. La forma del polvo es dendrítica, ideal para
el moldeo.
PROCESO DE FABRICACIÓN
Una vez se tiene el polvo empieza el proceso de fabricación de la pieza
deseada. Este proceso está compuesto por básicamente tres etapas:
1. la mezcla
2. el compactado
3. la sinterización.
Cada una de estas etapas contribuye en las características finales de la pieza.
1) Mezcla: La combinación y el mezclado son esenciales para la uniformidad
del producto terminado. En esta etapa se debe alcanzar una mezcla
homogénea de los materiales y añadir el lubricante.
2) Compactado: La mezcla es introducida en un molde de acero y presionada
(150-900 Mpa). El compactado es una etapa muy importante ya que la forma y
las propiedades mecánicas finales de la pieza están fuertemente relacionadas
con la densidad al presionar. El polvo metálico adquiere la forma del molde y
cerca de las dimensiones finales, además adquiere una resistencia que
permite la manipulación de la pieza dentro de la planta. Los polvos metálicos
bajo presión no se comportan como líquidos, la presión no es transmitida
uniformemente por el molde.
TÉCNICAS DEL COMPACTADO
Con presión: Troquel, Isostático, Continuo, Forjado y extruido
Sin presión: deslizamiento, gravedad continua

4. Compactado con presión
 Troquel: Es el más utilizado Primero se llena el troquel, luego se
presiona y se expulsa Utiliza presiones de 20 a 50 ton/pulg2.
 Isostático: La presión se aplica en todas las direcciones
simultáneamente. Se coloca el polvo en un molde de hule y se sumerge
en un baño líquido dentro de un recipiente a presión.
 Forjado y extrusión: Se “enlata” el polvo en un recipiente metálico y
luego se forja o extrae. Ambas técnicas por lo general no requieren de la
etapa de sinterizado.
 Continuo: Se utiliza para elaborar cuerpos de forma simple (varillas,
láminas o tubos). Se hace pasar el polvo a través de rodillos que son
ajustables.
Compactado sin presión
 Deslizamiento: Se hace una suspensión de polvo en un líquido y luego
se coloca en un molde que absorbe el fluido. La pieza se seca y
sinteriza.
 Gravedad Continua: el troquel se llena y luego se sinteriza, dando una
pieza porosa. se emplea para producir laminas porosas para electrodos
de batería (Níquel-cadmio) recargables. Se aplica el polvo en forma de
suspensión espesa sobre una rejilla o lámina y luego se sinteriza.
3) Sinterizado: Consiste en el calentamiento 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
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

5. 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).
Por otro lado, también es posible, cuando desee realizarse algún mecanizado,
realizar un presinterizado del compactado de forma que pueda manipularse y
mecanizarse sin dificultad. Tras el sinterizado definitivo, el mecanizado
posterior puede minimizarse e incluso eliminarse.
Si el sinterizado 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.
OPERACIONES DE ACABADO.
 Acuñado: Prensado posterior al sinterizado para reducir las tolerancias
dimensionales de la pieza y obtener un mejor acabado superficial. Si la
deformación plástica es masiva, se suele hablar de forja pulvimetalurgia.
 Impregnación: Para penetrar en la red porosa del material, bien con
aceite, caso de los cojinetes, o bien con metal fundido cuando no se
desee que el material sea poroso.
 Otras convencionales son: Tratamientos térmicos y superficiales y
Mecanizado.
CARACTERÍSTICA DE LOS POLVOS
 Forma: La forma del polvo depende de la manera en la que se produjo
el polvo, esta puede ser esférica, quebrada, dendrítica, plana o angular.
 Distribución de los tamaños de partículas: Se refiere a las cantidades
de los tamaños de las partículas que participan en la composición de
una pieza de polvo, esta distribución de tamaños tiene gran influencia en
la fluidez y densidad de las partículas y en la porosidad final del
producto.
 Fluidez: Es la propiedad que le permite fluir fácilmente de una parte a
otra o a la cavidad del molde. Se mide por una tasa de flujo a través de
un orificio normalizado.
 Propiedades químicas: Son características de reacción ante diferentes
elementos. También se relacionan con la pureza del polvo utilizado.
 Compresibilidad: Es la relación que existe entre el volumen inicial del
polvo utilizado y el volumen final de la pieza comprimida. Esta propiedad
varia considerablemente en función del tamaño de las partículas de
polvo y afecta directamente a resistencia de las piezas.

6.  Densidad: Se expresa en kilogramos por metro cúbico. Esta debe ser
constante siempre, para que la pieza tenga en todas sus partes la
misma cantidad de polvo.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Ventajas
 La producción de carburos sinterizados, cojinetes porosos y bimetálicos de
capas moldeadas, sólo se puede producir por medio de este proceso.
 Porosidad controlada.
 Tolerancias reducidas.
 Acabado superficial de alta calidad.
 No hay pérdidas de material.
 No se requieren operarios con alta capacitación.
Desventajas
 Los polvos son caros y difíciles de almacenar.
 El costo del equipo para la producción de los polvos es alto.
 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.