Metalurgica

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio de Educación Cultura y Deporte
I.U.P Santiago Mariño
Ciudad Ojeda Edo Zulia
METALURGICA DE POLVOS Y SUS DERIVADOS
Realizado por:
Diego Moretto
C.I 15.042.661

2. METALURGIA DE POLVOS
Es un proceso de conformación metálica como la forja o el moldeo, el cual
presenta un control dimensional muy exacto. 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. Los polvos metálicos son elementos
empleados en la producción de piezas, por esta razón poseen un rol importante en
la práctica industrial, dando origen a la pulvimetalurgía. Por lo general, los polvos
metálicos son empleados como reactivos en la industria química, sobre todo en los
procesos catalíticos donde se requiere una alta absorción en un área específica.
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.
OBTENCIÓN DE LOS POLVOS
Generalmente se realiza de metales puros, principalmente hierro, cobre, estaño,
aluminio, níquel y titanio, aleaciones como latones, bronces, aceros y aceros
inoxidables o polvos pre-aleados. Procesos típicos son:
 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.

3.  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.
 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).
PROCESO DE FABRICACION
1. La mezcla: Se deben mezclar los polvos metálicos con sus respectivas
adiciones (dependiendo de las propiedades deseadas para la pieza terminada),
creando una mezcla homogénea de ingredientes. Generalmente, para obtener las
características requeridas será necesario mezclar polvos de tamaños y
composiciones diferentes. Igualmente se puede añadir aditivos que actúen como
lubricantes durante el compactado o aglutinantes que incrementen la resistencia
del compactado crudo.
Debido a la elevada relación área superficial/volumen esto quiere decir que cuanto
más dividido esté el polvo, más área de exposición al medio ambiente posee este.
La mayoría de los polvos metálicos tienden a reaccionar con el oxígeno del
ambiente generando así una flama en la mayoría de los casos, además de otros
como el magnesio que es explosivo, por lo que deberán manejarse con
precaución, y para contenerlos (los polvos) se utilizan normalmente cuartos de
ambientes controlados.
.2. El compactado: Se compacta la mezcla obteniendo así la forma y el tamaño
deseado de la pieza. Este compactado sólo requiere la suficiente cohesión para
ser manejada con seguridad y transportada a la siguiente etapa.

4. El polvo suelto se comprime mediante prensas mecánicas o hidráulicas en una
matriz, resultando una forma que se conoce como pieza en verde o compactado
crudo. Las prensas más utilizadas son uniaxiales, en la que la presión se aplica al
polvo en una sola dirección. Mediante compactación uniaxial pueden obtenerse
piezas en verde con dimensiones y acabados precisos, obteniéndose una alta
productividad en la industria mediante esta técnica. Un inconveniente de la
compactación uniaxial es la baja relación longitud/diámetro que puede obtenerse
en las piezas debido al gradiente de densidad que se produce entre el centro de la
pieza y las zonas más próximas al punzón. Para obtener un compacto con mayor
densidad se emplean prensas de doble émbolo.
3. El sinterizado: Se ingresan las piezas a un horno con temperatura controlada
que no exceda el punto de fundición del metal base. A esta temperatura los
enlaces mecánicos entre los polvos obtenidos por el compactado se transforman
en enlaces metalúrgicos, dándole así sus principales propiedades de resistencia.
Este procedimiento se conoce como sinterizado. La etapa de la sinterización es
clave para el proceso de la metalurgia de polvos. Es aquí en donde la pieza
adquiere la resistencia y fuerza para realizar su función ingenieril para la cual se
ha fabricado. El termino Sinterizado tiene la siguiente definición: ‘Es el tratamiento
térmico de un polvo o compactado metálico a una temperatura inferior a la
temperatura de fusión de la base de la mezcla. Tiene el propósito de incrementar
la ‘fuerza’ y las resistencias de la pieza creando enlaces fuertes entre las
partículas’. Para describir este proceso (sin entrar en una parte técnica y química,
que poco interesa en este artículo) basta con decir que ocurre una difusión
atómica y las partes unidas durante el proceso de compactación se fortalecen y
crecen hasta formar una pieza uniforme. Esto puede inducir a un proceso de
Recristalización y a un incremento en el tamaño de los granos. Los poros tienden
a volverse redondos y la porosidad en general como porcentaje del volumen total
tiende a decrecer. Esta operación, casi siempre, se lleva a cabo dentro de un
ambiente de atmósfera controlada y a temperaturas entre el 60 y 90% de la
temperatura de fusión del mayor constituyente.

5. 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: Se les conoce como metales refractarios por la
forma en que son producidos, se fabrican con la metalurgia de polvo que consiste
en la unión con compresión de los polvos, estos contienen una alta resistencia al
desgaste, y una buena característica es que mantienen sus propiedades a altas
temperaturas
· Pseudoaleaciones.
· Aleaciones porosas.
· Productos de estructuras especiales imposibles de obtener por los
procedimientos usuales.
· Piezas mecánicas clásicas.
Características de los polvos metálicos
Entre las propiedades que caracterizan a los polvos metálicos se encuentran:
 Los polvos metálicos poseen una composición química y volumétrica
superficial, la cual es determinada por técnicas de análisis, conociendo de
esta forma su composición. Pueden llegar a absorber ciertos contaminantes
dando pie a la formación de compuestos oxidados.

6.  Poseen una morfología, la cual se aprecia por la microscopia electrónica de
barrido.
 Tienen un tamaño característico de la partícula, la cual se define por un
área específica, donde se mide la pérdida de gas que fluye por el polvo.
 Aportan una velocidad de flujo, que se mide por el sistema de llenado y la
econductividad de las piezas fabricadas a base de polvo metálico.
 Poseen una densidad medida por la masa del polvo.
 Tienen compresibilidad y compactibilidad
VENTAJAS Y LIMITACIONES DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN POR LA
METALURGIA DE LOS POLVOS
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 y acabado superficial de alta calidad
 Por la calidad y pureza de los polvos producidos, se pueden obtener
también piezas de alta pureza.
 No hay pérdidas de material
 No se requieren operarios con alta capacitación
LIMITACIONES
1. Los polvos son caros y difíciles de almacenar
2. El costo del equipo para la producción de los polvos es alto
3. Algunos productos pueden fabricarse por otros procedimientos más
económicamente
4. Es difícil hacer productos con diseños complicados

7. 5. Existen algunas dificultades térmicas en el proceso de sinterizado,
especialmente con los materiales de bajo punto de fusión.
6. Algunos polvos de granos finos presentan riesgo de explosión, como
aluminio, magnesio, zirconio y titanio.
7. Es difícil fabricar productos uniformes de alta densidad.