La pulvimetalurgia es un proceso de fabricación de componentes metálicos a partir de polvos metálicos que se comprimen y luego se calientan sin fundir para unir las partículas. El documento describe las etapas del proceso, incluida la obtención de polvos, la compactación, el sinterizado y el acabado. También discute las ventajas e inconvenientes del proceso y sus aplicaciones comunes en la industria automotriz, aeroespacial y médica.

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
IUPSM-MARACAIBO-SEDE LOS OLIVOS
CATEDRA: PROCESOS DE FABRICACION I
SECCION: S “DIURNO”
EDUARDO GUTIERREZ
23455768
MARACAIBO, 30 DE JUNIO DEL 2017

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INTRODUCCIÓN
La pulvimetalurgia, o metalurgia de polvos, se identifica como una tecnología
aplicable principalmente al conformado de metales. De forma general, se
puede definir como el proceso de fabricación de componentes metálicos, no
metálicos, o mezcla de ambos a partir de polvos de materiales, los cuales se
comprimen para reproducir la forma deseada y se calientan, sin superar el
punto de fusión, para que se produzca la unión de las partículas.
Actualmente se fabrican una gran cantidad de componentes mediante este
proceso. Si bien los inicios de esta tecnología se remontan a la antigüedad,
cuando ya se utilizaban polvos de oro, cobre y óxidos metálicos para uso
decorativo, el proceso actual data del siglo XIX, cuando un ingeniero inglés
aplicó presión en frío y sinterizó polvo de platino para producir platino dúctil.
Posteriormente se fabricaron rodamientos auto lubricantes y, hacia 1900,
tungsteno, material que, por su elevado punto de fusión, no se podía
procesar por otros métodos.

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1- METALURGIA DE POLVOS Y SUS DERIVADOS.
La metalurgia de polvos o Pulvimetalurgia, es un proceso de conformación
metálica como la forja o el moldeo, el cual, presenta un control dimensional
muy exacto. 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
a un proceso de calentamiento (sinterizado) lo que proporciona a la pieza
propiedades de resistencia y dureza, debido a su mayor homogeneidad y
control de tamaño de los granos; 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. Se añade por ejemplo, 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

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2- ETAPAS DEL PROCESO DE PULVIMETALURGIA
- 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.
 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)

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- Dosificación y mezcla
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.
- Compactación en frío
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.

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- 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 reductorasbasadas en hidrógeno, amoníaco disociado
y nitrógeno.
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 pulvimetalúrgica.

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 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.
3- VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA PULVIMETALURGIA
Al igual que el resto de procesos de transformación, la pulvimetalurgia tiene
una serie de ventajas e inconvenientes:
- Ventajas
 Genera la forma final, o casi final, eliminando la necesidad de
operaciones de acabado.
 Apenas se producen desperdicios, aprovechándose casi el 97% de los
materiales.
 Se pueden fabricar componentes con un nivel específico de
porosidad.
 Permite el procesado de determinados materiales a los que no pueden
aplicarse otros procedimientos.
 Permite obtener elevadas características dimensionales.
 Son procesos automatizables.

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- Desventajas
 Los equipos y herramientas son muy costosos, por lo que se precisan
elevados niveles de producción.
 El coste del polvo metálico es muy elevado, así como su manipulación
y almacenaje.
 Existen limitaciones de forma, debido a la dificultad en la fluencia del
material.
 En ocasiones se presentan variaciones de densidad, sobre todo en el
caso de geometrías complejas.
 Limitado a piezas de tamaño reducido.
4- APLICACIONES DE LA PULVIMETALURGIA
La metalurgia de polvos permite fabricar componentes de un alto valor e
importancia industrial, debido principalmente a sus especiales aplicaciones,
algunas de las cuales son:
- Aplicaciones en la industria del automóvil, en fabricación de
electrodomésticos, bombas, cojinetes, transmisiones, etc. También
son importantes en la industria aeronáutica y aeroespacial, en discos
de superlación para turbinas o componentes de fuselajes hechos de
aleaciones de titanio.
- Los implantes quirúrgicos, como los rellenos de dientes con
amalgamas dentales. Estos utilizan el sinterizado transitorio con fase
líquida a temperatura ambiente, donde una aleación de Plata-Estaño
se amalgama con Mercurio, el cual se consume en la reacción.

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- Piezas fabricadas con metales como el Berilio o el Tungsteno. Este
último tiene un elevado punto de fusión, por lo que se produce a partir
de Óxido de Tungsteno que se reduce con Hidrógeno.
- Los aceros para herramientas fabricados por este tipo de procesos
proporcionan herramientas de alta velocidad, con una distribución de
carburo mucho más fina, pudiendo ser el contenido de éste mayor que
el encontrado en los aceros producidos convencionalmente. Por ello la
vida de la herramienta es mayor.

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CONCLUSION
A partir de este trabajo podemos concluir que 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.
Básicamente este proceso es adecuado para la elaboración de un número
elevado de piezas que, por sus pequeñas dimensiones o diseño complicado,
requieren de precisión. También es adecuado cuando se necesita controlar
en mayor medida la permeabilidad o la porosidad de la pieza final. El uso de
dichas piezas es muy habitual en la maquinaría y herramienta industrial, la
automoción o la armería. Más concretamente, son piezas como rodamientos,
pistones o válvulas.