trabajo de procesos de fabricacion 1 metalurgia de polvos 10% realizado por andres Petit y Kevin fermandez I.U.P Santiago Mariño extencion maracaibo

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder popular para la Educación Superior
I.U.P. Santiago Mariño
Cátedra: procesos de fabricación I
Realizado por:
Andres Petit
Kevin Fernández
Escuela 46
Ing. Mtto. Mecanico
Maracaibo, 18 de Julio de 2018

2. Introducción:
En este corto informe se estará planteando una investigación sobre la metalurgia
de polvos, el cual es un tema importante en el proceso de realizar piezas
mecánicas en especial en la industria automotriz es utilizada para generar
engranajes entre otras piezas.
Plantearemos temas referentes al proceso de obtención de los polvos y procesos
que podemos realizar con ellos para la realización de piezas metálicas a partir de
los polvos metálicos con diferentes aditivos y aleaciones de metales.
Trataremos los temas más resaltantes de los distintos procesos para la realización
de una pieza terminada, detallaremos cada uno de los distintos tipos que existen y
que propiedades nos aporta a la pieza terminada.

3. Esquema:
1.-Definiciones de metalurgia de polvos y sus derivados.
2.-propiedades los polvos
3.- Métodos para la obtención de polvos metálicos
4.-mezcla y preparación de polvos
5.-Calentamiento de la forma a temperatura deseada:
6.-Ventajas y desventajas con respecto a los otros procesos de fabricación.

4. 1.- metalurgia de polvos:
Es un proceso en la cual se utilizan polvos metálicos para realizar piezas a
partir de un molde, se hace pasar los polvos metálicos por una alta temperatura,
se somete a temperatura y luego a presión en un molde para generar básicamente
una pieza. Es un proceso de producción por medio del cual partes o productos se
fabrican comprimiendo polvo metálico o algún material cerámico dentro de un
molde dado; una vez comprimido el polvo, se somete un proceso de
calentamiento, lo que proporciona a la pieza propiedades de resistencia y dureza,
debido a su mayor homogeneidad y control de tamaño de los granos.
Los factores esenciales para lograr la formación de enlaces fuertes entre las
partículas. Es el proceso de conformado único para la fabricación de piezas a
partir de materiales con puntos de fusión elevados, como aquellos materiales
refractarios los cuales poseen puntos de fusión elevados que los hacen difíciles de
trabajar con el equipo que podría considerarse como ordinario para el manejo de
la mayoría de los metales; por otra parte, ciertos materiales tienden a reaccionar
fuertemente con el medio ambiente al fundirse, motivo por el cual no es fácil
procesarlos por este medio.
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.
La metalurgia de polvos se
identifica como un proceso eficiente, de
alta productividad, con ahorro de energía
y materias primas. Consecuentemente, la
tecnología de polvos, está creciendo y
remplazando métodos tradicionales para
conformar piezas metálicas como la
fundición y la forja. Además, es una
técnica de manufactura flexible y útil para
un amplio rango de aplicaciones, como
por ejemplo compuestos resistentes al desgaste, filamentos de tungsteno para
ampolletas, restauraciones dentales, rodamientos auto-lubricantes, engranes de
transmisión para automóviles, componentes eléctricos, refuerzos para tecnología
nuclear, implantes ortopédicos, filtros, pilas recargables, y piezas para aeronaves.

5. Otros ejemplos son los discos de esmerilar, brocas y herramientas de corte y
desbaste.
La manufactura del polvo es muy importante y se debe trabajar bajo ciertas
es pesificaciones, las cuales determinan las características últimas y las
propiedades físicas y mecánicas de las partes compactadas.
2.-propiedades los polvos
La forma:
Ésta característica es importante respecto al empaquetamiento y flujo delos
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.
La Distribución por tamaño de la partícula:
El tamaño de las partículas tiene que ver con su forma, pudiendo
considerarse una o más dimensiones. Por
ejemplo, si la partícula tiene forma esférica se
requiere una sola dimensión, son embargo, para
otras formas se puede requerir dos o más
dimensiones. Una forma simple que se emplea
en la medición de la forma de la partícula es su
relación entre la dimensión.
La Fluidez:
El polvo debe de fluir dentro de la matriz o molde con facilidad a fin de
garantizar el llenado completo. La garantía de una buena pieza se basa en queel
polvo fluya en forma adecuada y llene totalmente el molde. En algunos casos es
necesario y conveniente mezclar el polvo metálico conun polímero o un
aglutinante a base de cera (moldeo por inyección), el cual permite que el polvo
metálico fluya fácilmente asegurando el llenado total dela cavidad del molde. A
continuación el compacto se calienta en un horno abaja temperatura a fin de

6. quemar el polímero o bien el aglutinante se puede eliminar por medio de un
solvente.
La pureza o composición químicas:
El factor de pureza es de gran importancia debido a que el polvo puede
contaminarse o reaccionar con el medio ambiente, oxidándose, lo que en muchos
casos impedirá que se lleve a cabo una buena unión por difusión entre partículas
en la etapa de sinterizado, lo que a su vez trae como consecuencia una pieza de
maña calidad que no cumplirá con los requerimientos mecánicos para la que fue
fabricada.
La Compresibilidad:
La compactación de los polvos es una etapa de gran importancia, dado que
es aquí donde se conforma la pieza a su forma y dimensiones finales. La forma,
tamaño y condición de las partículas son características importantes que deben de
cuidarse ya que pueden influir desfavorablemente en el proceso de compactación
de la pieza. Las partículas de polvo que hayan sido endurecidas por deformación
en la etapa de mezclado suelen presentar mayor dificultad para compactarse, de
la misma manera si todas las partículas tienen igual tamaño y forma será muy
difícil compactarlas y alcanzar una gran densidad debido a que habrá mayor
número de huecos. En este sentido, es mucho mejor poder mezclar partículas de
diferentes formas y tamaños ya que de esta manera se pueden llenar mejor los
huecos entre partículas de polvo y lograr una mejor compactación.
La Densidad aparente:
El peso de la cantidad de polvo sin apretar necesaria para llenar
completamente una cavidad de molde dada es la densidad aparente. Aumentar la
gravedad específica o densidad del material incrementa la densidad aparente. Una
forma efectiva de aumentar la densidad aparente es llenar los espacios entre las
partículas con tamaños más pequeños, lo cual origina un arreglo de llenado,
conocido como empaquetamiento intersticial, sin embargo, aun las partículas más
pequeñas no pueden llenar completamente los poros. Aún es posible que la
adición de partículas más pequeñas disminuya la densidad aparente (efecto
contrario al deseado) por la formación de cavidades arqueadas.
3.- Métodos para la obtención de polvos metálicos
Existen varios métodos para la obtención de polvos. Es importante tener presente
que antes de poder obtener el material en forma de polvo debe de obtenerse en su
forma pura.

7. Método de Reducción:
Este es un proceso químico y consiste en hacer reaccionar mineral refinado
a función de obtenerlo como un producto de buena pureza. Se trabaja con este
método la reducción de óxidos metálicos, haciéndolos reaccionar a fin de eliminar
el oxígeno, para lo cual se requiere de un agente reductor como puede ser el
hidrogeno o el monóxido de carbono. Los óxidos metálicos se reducen quedando
partículas de polvo metálico de muy buena pureza. Las partículas de polvo
metálico así obtenidas suelen ser esponjosas y porosas, con formas esféricas o
angulares y de tamaño uniforme. Polvo de hierro, níquel, cobalto, cobre,
molibdeno y tungsteno.
Método por Electrólisis:
Consiste en dejar crecer un depósito metálico sobre una placa metálica
(cátodo), suspendida en un tanque conteniendo un
electrolito (soluciones acuosas o sales fundidas) y la
fuente de metal empleada para hacer el depósito
que forma el ánodo. Después de un periodo de
exposición a una cierta corriente, durante un cierto
tiempo, se retira la placa del electrolito, se seca y se
separa el metal depositado, el cual se muele
posteriormente para producir partículas del tamaño
deseado. Este método se emplea para producir
polvo de cobre, berilio, plata, tantalio, hierro y titanio
de lo más puro que puede conseguirse.
4.-Procesos de producción de polvos:
El Atomizado:
Consiste en enviar un chorro de aire, gas inerte o agua sobre un flujo de
metal fundido, formándose de esta manera
partículas de distinto tamaño al solidificar el
metal, formándose así el polvo metálico. Se
emplea en la producción de polvos de zinc,
estaño, plomo y aluminio.

8. El Perdigonado:
El metal fundido se vierte a través de una pequeña abertura. Las gotas se
transforman en pequeñas partículas al pasar a través de aire o cuando se agitan y
enfrían en agua. El tamaño de partícula que se obtiene no es muy pequeño ya que
la tensión superficial del material al formarse la gota, impide que pueda salir a
través de aberturas muy pequeñas. Este proceso se puede emplear para la
producción de polvo de la mayoría de los metales.
La Pulverización o Trituración:
Este proceso consiste en el desmenuzamiento o pulverización mecánica del
metal e implica la fragmentación o molienda de este, la cual se lleva a cabo por
trituración por rodillos, en molinos de bolas, molino de martillos, pudiéndose
producir polvos cas con cualquier grado de finura, o esmerilado de metales frágiles
o menos dúctiles. La acción de pulverizado afecta de manera distinta a los
materiales, si el material es frágil, las partículas de polvo que se producen tienen
formas angulares; si los materiales son dúctiles se producen partículas con forma
de hojuelas, lo cual no es recomendable en la metalurgia de polvos. Este proceso
se utiliza para pulverizar carburo de tungsteno.
La Aleación Metálica:
En este proceso se mezclan polvos de dos o más metales puros en un molino de
bolas, a fin de que por la acción mecánica de las bolas sobre las partículas de
polvo metálicas, están se rompan y se unan entre sí por difusión, formándose los
polvos de aleación.
La Producción de polvo fino:
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 elde la
fundición, sin embargo es justificable y rentable por las propiedades excepcionales

9. 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.
4.-Mezcla y preparación del polvo:
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.
Compresión Del polvo:
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 algunas aplicaciones para las 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.
5.-Calentamiento de la forma a temperatura deseada:
Los productos de polvos metálicos se pueden someter a tratamiento térmico por
los métodos convencionales para mejorar la dureza, tenacidad y otras
propiedades metalúrgicas deseables, el período de calentamiento debe ser más

10. largo que para piezas similares de material macizo, pero el enfriamiento ser más
rápido, debe evitarse la oxidación por medio de atmósferas protectoras. La
oxidación puede disminuir la resistencia y producir puntos débiles e impurezas en
el objeto. Los problemas con la oxidación son más serios con los metales en polvo
que con los macizos.
6.-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:
-Alto punto de fusión (tungsteno, molibdeno), o gran diferencia entre los
puntos de fusión de los elementos de aleación.
-Fácil contaminación del metal fundido por la atmósfera o por el crisol o
material del molde.
-Obtención de un tamaño de grano demasiado grande y 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
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
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, no se producen inclusiones de escorias ni

11. 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 y que los
polvos metálicos carecen de capacidad para fluir en la forma que lo hacen los
metales fundidos. Sin embargo en muchos casos es económico producir una
forma simple por metalurgia de polvos y maquinarlo luego a la forma más
complicada.
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.
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.
El tamaño de los productos está limitado por el costo de grandes prensas y
herramientas requeridas en el compactado.
Debido a la fricción y a la tendencia que tienen los polvos metálicos
apegarse a las paredes del molde se produce con frecuencia falto de
homogeneidad en las propiedades.
Algunos metales son difíciles o imposibles de comprimir, tienden asoldarse
en frío con el dado.
Algunos polvos metálicos presentan serios riesgos de explosión o
combustión cuando están suspendidos en el aire.

12. Conclusión:
La metalurgia de polvos es muy utilizados que nos trae grandes beneficios
en las industria de producción de piezas metálicas es una de las que nos ofrece
una amplia maleabilidad para realizar distintas piezas metales con formas
complicadas que con otros procesos no podríamos lograr.
Concluido este tema podemos decir que es un proceso con una cierta
complejidad que además puede llegar a ser peligro ya que es posible que puedan
ocurrir distintas explosiones de metal a altas temperaturas.
En el proceso para realizar los polvos podemos cambiar sus propiedades
mediantes aleaciones con distintos materiales como el acero, aluminio, zinc entre
otros, como también podemos variar sus propiedades dependiendo del el proceso
mezclado y preparación de los polvos.
El polvo debe de pasar por una cantidad de procesos para poder llegar a la
pieza deseada, entre estos procesos unos de los más relevantes son el mezclado,
compactado, sinterizado (que existen varios tipos), calibrado, impregnación en
aceite, tratamientos térmicos y superficiales, esto es básicamente los procesos por
la cual se debe de someter para poder llegar a la pieza final.

13. Bibliografía:
-Metalurgia y materiales industriales john e. neely
-www.imágenes.google.com
-Materiales y proceso de fabricación J. Temple