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Curso: procesos de manufactura Grupo: 332571_168

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA Escuela de ciencias bsicas, Tecnologa e ingeniera ACTIVIDAD N3 ENTREGA INDIVIDUAL 1 UNIDAD 2

MARA JOS MARTNEZ BARBOSA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD GRANADA 21 DE ABRIL DEL 2014 Curso: procesos de manufactura ingeniera industrial Grupo: 332571_168 iv semestre
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Estudiante: MARA JOS MARTNEZ BARBOSA Cdigo: 94100420877 Grupo: 332571_168

Tutor: ALBERTO MARIO PERNETT Procesos de manufactura

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TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIN............................................................................................................................. 5 OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 6 OBJETIVO GENERAL................................................................................................................... 6 OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................................... 6 DESARROLLO ................................................................................................................................. 7 PARTE I ................................................................................................................................... 7 FABRICACIN DEL MODELO.................................................................................................. 8 CLASIFICACION DE PIEZAS ................................................................................................... 10 SELECCION Y ALEACION DE METALES PARA FUNDICION .................................................... 10 PARTE II ................................................................................................................................ 11 METALURGIA DE POLVOS. .................................................................................................. 11 CARACTERSTICAS DE LOS POLVOS ..................................................................................... 13 COMPACTACIN SEMI-CALIENTE (WARM COMPACTION) ................................................. 14 PRESIONADO EN CALIENTE (SINTERIZADO A PRESIN) ...................................................... 15 VENTAJAS Y LIMITACIONES DEL PROCESO DE PRODUCCIN POR LA METALURGIA DE LOS POLVOS ............................................................................................................................... 19 PARTE III ............................................................................................................................... 20 FABRICACIN POR DEFORMACIN DE METALES ............................................................... 20 .................................................................................................................................................... 20

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INTRODUCCIN

Uno de los procesos de manufactura ms empleados en la industria es la fundicin. Esta se encarga de llevar los metales hasta el punto de fusin, para que el metal adopte la forma deseada a travs de un molde. Dentro del proceso de formacin de un ingeniero industrial, el conocimiento de este proceso permitir tomar decisiones tcnicas a la hora de disear productos o dirigir operaciones que involucren los procesos de fundicin

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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Conocer todo acerca de los procesos de configuracin.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer los conceptos relacionados con los procesos de fabricacin por moldeo y fundicin Apropiarse de los conceptos relacionados con las etapas involucradas dentro del proceso de metalurgia de polvos. Reconocer de los conceptos relacionados con los procesos de fabricacin por deformacin de metales

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DESARROLLO
PARTE I
FABRICACIN POR MOLDEO Y FUNDICIN

Se denomina moldeo por fundicin al proceso de fabricacin de piezas, comnmente metlicas pero tambin de plstico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. El proceso tradicional es la fundicin en arena, por ser sta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesin y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.
DISEO DEL MODELO:

El modelo es la pieza que se pretende reproducir, pero con algunas modificaciones derivadas de la naturaleza del proceso de fundicin: Ser ligeramente ms grande que la pieza, ya que se debe tener en cuenta la contraccin de la misma una vez se haya extrado del molde. Las superficies del modelo debern respetar unos ngulos mnimos con la direccin de desmoldeo (la direccin en la que se extraer el modelo), con objeto de no daar el molde de arena durante su extraccin. Este ngulo de denomina ngulo de salida. Incluir todos los canales de alimentacin y mazarotas necesarios para el llenado del molde con el metal fundido. Si es necesario incluir portadas, que son prolongaciones que sirven para la colocacin del macho. Esta pieza.

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FABRICACIN DEL MODELO

En lo que atae a los materiales empleados para la construccin del modelo, se puede emplear desde madera o plsticos como el uretano hasta metales como el aluminio o el hierro fundido. Usualmente se fabrican dos semimodelos correspondientes a sendas partes del molde que es necesario fabricar.

Compactacin: de la arena alrededor del modelo. Para ello primeramente se coloca cada semimodelo en una tabla, dando lugar a las llamadas tablas modelo, que garantizan que posteriormente ambas partes del molde encajarn perfectamente. Actualmente se realiza el llamado moldeo mecnico, consistente en la compactacin de la arena por medios automticos, generalmente mediante pistones (uno o varios) hidrulica o neumtica. Colocacin del macho. Si la pieza que se quiere fabricar es hueca, ser necesario disponer machos que eviten que el metal fundido rellene dichas oquedades. Los machos se elaboran con arenas especiales debido a que deben ser ms resistentes que el molde, ya que es necesario manipularlos para su colocacin en el molde. Una vez colocado, se juntan ambas caras del molde y se sujetan. Colada . Vertido del material fundido. Enfriamiento y solidificacin . Esta etapa es crtica de todo el proceso, ya que un enfriamiento excesivamente rpido puede provocar tensiones mecnicas en la pieza, e incluso la aparicin de grietas, mientras que si es demasiado lento disminuye la productividad. Desmolde . Rotura del molde y extraccin de la pieza. En el desmoldeo tambin debe retirarse la arena del macho. Toda esta arena se recicla para la construccin de nuevos moldes. Desbarbado. Consiste en la eliminacin de los conductos de alimentacin, mazarota y rebabas procedentes de la junta de ambas caras del molde. Acabado y limpieza de los restos de arena adheridos. Posteriormente la pieza puede requerir mecanizado, tratamiento trmico, etc. Curso: procesos de manufactura Grupo: 332571_168
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA Escuela de ciencias bsicas, Tecnologa e ingeniera Moldeo en arena verde. Consiste en la elaboracin del molde con arena hmeda y colada directa del metal fundido. Es el mtodo ms empleado en la actualidad, con todo tipo de metales, y para piezas de tamao pequeo y medio. No es adecuado para piezas grandes o de geometras complejas, ni para obtener buenos acabados superficiales o tolerancias reducida. Moldeo en arena seca. Antes de la colada, el molde se seca a elevada temperatura (entre 200 y 300C). De este modo se incrementa la rigidez del molde, lo que permite fundir piezas de mayor tamao, geometras ms complejas y con mayor precisin dimensional y mejor acabado superficial. Moldeo mecnico. Consiste en la automatizacin del moldeo en arena verde. La generacin del molde mediante prensas mecnicas o hidrulicas, permite obtener moldes densos y resistentes que subsanan las deficiencias del moldeo tradicional en arena verde. Moldeo a la cera perdida o micro fusin. En este caso, el modelo se fabrica en cera o plstico. Una vez obtenido, se recubre de una serie de dos capas, la primera de un material que garantice un buen acabado superficial, y la segunda de un material refractario que proporciones rigidez al conjunto. Una vez que se ha completado el molde, se calienta para endurecer el recubrimiento y derretir la cera o el plstico para extraerla del molde en el que se verter posteriormente el metal fundido. Este mtodo tiene dos ventajas principales, la ausencia de machos y de superficies de junta, con lo que se logran fieles reproducciones del modelo original sin defectos superficiales (lneas de junta y rebabas) que luego haya que pulir. Fundicin en coquilla. En este caso, el molde es metlico. Fundicin por Inyeccin. Fundicin prensada Fundicin a baja presin.

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CLASIFICACION DE PIEZAS

Han sido desarrollados varios sistemas de clasificacin de piezas, pero ninguno de ellos ha sido aceptado de forma general, puesto que deben adaptarse a las necesidades. Se distinguen:

Sistemas basados en atributos de diseo

Este sistema se basa en las formas, dimensiones, tolerancias, tipo de material, acabado superficial y funcin de la pieza.

Sistemas basados en atributos de fabricacin

Este sistema comprende los procesos, operaciones, tiempo de fabricacin, lotes, produccin anual, mquinas y tiles necesarios.

Sistemas mixtos
Sistemas basados en atributos de diseo y fabricacin de la pieza.
SELECCION Y ALEACION DE METALES PARA FUNDICION

Seleccin
Los procesos de seleccin de materiales requieren un entendimiento de las relaciones existentes entre distintos tipos de variables tales como las propiedades del material, caractersticas de procesado, consideraciones de diseo, funcin que debe cumplir la pieza y la forma de la pieza. Las propiedades ms importantes (general, mecnicas, trmicas, desgaste); a tener en cuenta en los procesos de seleccin son los siguientes: coste (E/kg), densidad (kg/m3), mdulo de elasticidad (Gpa), lmite elstico (Mpa), tenacidad a la fractura (Mpa), lmite de fatiga (Mpa), conductividad trmica (W/mK), calor especfico (J/kg K), punto de fusin (K), temperatura de transicin vtrea (K), coeficiente de dilatacin trmica ( K -1 ), velocidad de corrosin (mm/ao). La conductividad trmica o elctrica es caracterstica del procesado de materiales.

Consideraciones del diseo

Deben evitarse las esquinas agudas, los ngulos y los biseles, pues, stas actan como elevadores de esfuerzos y pueden causar el agrietamiento y grietas del metal (y de las matrices) durante la solidificacin.

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Deben evitarse las reas planas grandes (superficies simples), ya que se pueden torcer durante el enfriamiento debido a gradientes de temperatura o formarse un mal acabado superficial. A fin de evitar el agrietamiento de la pieza fundida, debern existir tolerancias de construccin durante la solidificacin.

PARTE II

METALURGIA DE POLVOS.

Este proceso, una vez obtenidos los polvos metlicos se puede resumir en tres partes principales: 1. La mezcla: Se deben mezclar los polvos metlicos con sus respectivas adiciones (dependiendo de las propiedades deseadas para la pieza terminada), creando una mezcla homognea de ingredientes. 2. El compactado: Se compacta la mezcla obteniendo as la forma y el tamao deseado de la pieza. Este compactado slo requiere la suficiente cohesin para ser manejada con seguridad y transportada a la siguiente etapa. 3. El sinterizado: Se ingresan las piezas a un horno con temperatura controlada que no exceda el punto de fundicin del metal base. A esta temperatura los enlaces mecnicos entre los polvos obtenidos por el compactado se transforman en enlaces metalrgicos, dndole as sus principales propiedades de resistencia. Este procedimiento se conoce como sinterizado. Fuera de estos tres procesos que conforman la pulvimetalurgia, se le pueden hacer a la pieza terminada todos los tratamientos trmicos y acabados necesarios para que tenga un ptimo desempeo.

Reduccin a Estado Slido (Solid State Reduction): Este proceso ha sido, por mucho tiempo el ms utilizado para la produccin de polvo de hierro. Materia prima seleccionada es aplastada, mezclada con carbn y pasada por un horno continuo en donde reacciona. Este proceso deja una especie de torta esponjada de hierro. Despus se aplasta nuevamente, se separan los materiales no metlicos y se tamiza para producir el polvo. Debido a que no se hace ninguna refinacin, la Curso: procesos de manufactura Grupo: 332571_168
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pureza del polvo es totalmente dependiente de la pureza de la materia prima. Este mismo proceso se puede utilizar para hacer polvo de cobre. Electrlisis: Escogiendo las condiciones apropiadas - posicin y fuerza del electrolito, corriente, densidad, temperatura, etc., muchos metales pueden convertirse en polvos metlicos. Este proceso puede requerir de otros procesos (secado, aleado, lavado, etc.) para lograr las propiedades deseadas. Se usa por lo general para producir polvo de Cobre, pero tambin se puede utilizar para la produccin 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. Atomizacin: En este proceso, el metal fundido es separado en pequeas goteras que luego son congeladas rpidamente antes de que entren en contacto entre ellas o con una superficie slida. El principal mtodo para desintegrar la delgada corriente de metal fundido es el de someterla al impacto de fuertes golpes de gas (se usan comnmente Aire, Nitrgeno y Argn) o de lquido (generalmente agua). Variando diferentes parmetros del proceso se puede controlar el tamao de las partculas. En principio la tcnica es aplicable para todos los metales que se puedan fundir pero es comercialmente utilizada para la produccin de polvos de Hierro, Cobre, Aceros, Bronce, Aluminio, Plomo y Zinc. Adems de estos tres procesos, hay varios que estn obteniendo una creciente aceptacin, debido a sus aplicaciones. Los Procesos de Electrodo Rotatorio y Trituracin Mecnica son ejemplos representativos de estos mtodos. El Proceso de Electrodo Rotatorio tiene la gran ventaja de que se puede ejecutar en envases cerrados, con atmsfera controlada e inclusive en el vaco, con esto se obtiene un polvo muy puro y limpio, adems permite trabajar con metales altamente reactivos. El Proceso de Trituracin Mecnica tiene gran aplicabilidad en la produccin de polvos extremadamente finos. Esto se alcanza con la pulverizacin mecnica en un molino de bolas. Para este proceso se acostumbra utilizar como materia prima metales que ya hallan sido pulverizados. La finura de los polvos producidos por este mtodo, le ha representado un incremento en su uso sobre todo para la fabricacin de polvos finos para el moldeo por inyeccin (Mtodo nuevo de la metalurgia de polvos).

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CARACTERSTICAS DE LOS POLVOS Los futuros procesos y el resultado final alcanzado despus del sinterizado estn altamente ligados con las caractersticas del polvo tales como: tamao de la partcula, forma de las partculas, estructura y condicin de la superficie. Una de las propiedades ms importantes de los polvos es la Densidad Aparente; esto se debe a que la dureza alcanzada en el compactado depende directamente de la Densidad Aparente. A su vez esta caracterstica depende de la forma y de la porosidad promedio de las partculas.

Una vez se tiene el polvo empieza el proceso de fabricacin de la pieza deseada. Este proceso est compuesto por bsicamente tres etapas - la mezcla, el compactado y la sinterizacin. Cada una de estas etapas contribuye en las caractersticas finales de la pieza.

La mezcla
En la etapa del mezclado se debe alcanzar una mezcla homognea de los materiales y aadir el lubricante. La principal funcin del lubricante es la reducir la friccin entre el polvo metlico y las superficies de las herramientas utilizadas en el proceso. Adems, el lubricante debe deslizarse durante la compactacin, y as ayudar a conseguir una densidad uniforme en toda el compactado. De igual importancia resulta el hecho de que la reduccin de friccin tambin ayuda a la eyeccin del compactado minimizando la posibilidad de formacin de grietas. Se debe tener gran cuidado en la escogencia del lubricante, debido a que una mala escogencia puede resultar en efectos adversos en las durezas del compactado antes y despus de sinterizar. Otra precaucin que se debe tener en esta etapa del proceso es la de no sobre mezclar. El sobre mezclar aumenta la densidad aparente de la mezcla y reduce la dureza de la pieza antes del sinterizado.

El compactado
La mezcla es introducida en un molde de acero o carburo rgido y presionada para obtener la forma deseada. La presin a la cual se somete la mezcla durante esta etapa es de 150900 MPa. La mezcla debe ser presionada lo suficiente para que soporte la fuerza de la eyeccin del molde y que pueda ser movida antes del sinterizado. El compactado es una etapa muy importante ya que la forma y las propiedades mecnicas finales de la pieza estn fuertemente relacionadas con la densidad al presionar. Debido a que los polvos metlicos bajo presin no se comportan como lquidos, la presin no es transmitida uniformemente por el molde y hay virtualmente cero flujo lateral. Por esto, la obtencin de buenas densidades en la pieza depende en un alto grado de el diseo de la herramienta que aplica la presin. Las siguientes son consideraciones que se deben tener al disear una herramienta para el compactado.

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Relacin entre longitud y ancho . La presin aplicada y por ende la densidad decrece a lo largo de la pieza. La compactacin de doble lado (se aplica presin por los dos lados de la mezcla) mejora la distribucin de la presin pero sigue dejando una regin en la mitad de la pieza con menos densidad. Por esto relaciones entre largo y ancho de piezas superiores a 3:1 no son recomendadas. Cambios bruscos en las secciones se deben omitir, debido que producen mas estrs, lo que puede llevar a fracturas en la pieza. La complejidad en la forma de la pieza y el nmero de operaciones de presin que se necesitan entran en juego para la velocidad en que se puede fabricar una pieza. Prensa hidrulica utilizada para hacer la operacin del compactado. La friccin entre los granos del polvo y las paredes del molde reduce progresivamente la transmisin de presin y por lo tanto la densidad obtenida a lo largo de la pieza. Estos efectos se pueden minimizar con la ayuda de buenos lubricantes. La curva de densidad vs. Presin aplicada sigue una relacin hiperblica . Por esta relacin se debe buscar la presin a la que la densidad es ptima ya que una mayor presin presentara un efecto negativo en la densidad. El compactado del polvo a temperaturas normales y sin un ambiente controlado es muy til, por su bajo costo, para la fabricacin de muchas piezas; sin embargo tiene grandes limitantes en materia de la densidad del compactado. Por esta razn se han desarrollados varios mtodos que mejoran esta y otras propiedades del compactado.
COMPACTACIN SEMI-CALIENTE (WARM COMPACTION)

La compactacin semi-caliente nos permite aumentar la densidad del compactado considerablemente con un costo extra muy bajo. Este mtodo utiliza la maquinaria y el polvo metlico que se usa en el proceso convencional. Lo nico que requiere es que la mezcla, el molde y toda la herramienta utilizada para la compactacin sea calentada a una temperatura de 130o 1500C. Un lubricante que permite bajar su porcentaje en peso en la mezcla a slo 0.6 % fue desarrollado para poder realizar la compactacin semi-caliente. Adems existe un incremento significativo en la fuerza del compactado, reduciendo as los riesgos de dao en su manejo. Al usar este mtodo y una vez la pieza es sinterizada la resistencia de la pieza es

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incrementada ms o menos en un 10% y consigue un cambio dimensional casi de cero.
PRESIONADO EN CALIENTE (SINTERIZADO A PRESIN)

A temperaturas elevadas los metales son generalmente ms blandos, haciendo posible generalmente que sean compactados a una densidad mucho mayor sin necesidad de elevar la presin. Despus de esta operacin tambin es requerido el sinterizado normal debido a que este, en la mayora de los casos mejora las propiedades de la pieza. El uso de este mtodo se ve reducido por el alto sobre costo que demanda. Requiere moldes especiales resistentes al calor, una atmsfera controlada y las velocidades de produccin se ven disminuidas significativamente. Sin embargo este mtodo se usa para la produccin de metales duros y piezas para corte hechas de diamante; estos dos materiales son costosos y por esto ameritan el tratamiento.

Tolerancias
Aunque la pieza hecha por presin puede tener una calidad de tolerancias dimensionales muy alta, estas se pueden ver afectadas por la etapa de sinteriza in. Una nueva etapa de compactacin puede servir para mejorar los niveles de las tolerancias dimensinales. Fuera de las etapas del proceso normal, los tratamientos trmicos pueden llevar a drsticos cambios en las dimensiones. Por esto hay que tener conciencia, al disear el proceso, de los tratamientos trmicos y del uso final de la pieza.

La Sinterizacin
La etapa de la sintonizacin es clave para el proceso de la metalurgia de polvos. Es aqu en donde la pieza adquiere la resistencia y fuerza para realizar su funcin ingenieril para la cual se ha fabricado. El termino Sinterizado tiene la siguiente definicin: Es el tratamiento trmico de un polvo o compactado metlico a una temperatura inferior a la temperatura de fusin de la base de la mezcla. Tiene el propsito de incrementar la fuerza y las resistencias de la pieza creando enlaces fuertes entre las partculas. Para describir este proceso (sin entrar en una parte tcnica y qumica, que poco interesa en este artculo) basta con decir que ocurre una difusin atmica y las partes unidas durante el proceso de compactacin se fortalecen y crecen hasta formar una pieza uniforme. Esto puede inducir a un proceso de Re cristalizacin y a un incremento en el tamao de los granos. Los poros tienden a volverse redondos y la porosidad en general como porcentaje del volumen total tiende a decrecer. Esta operacin, casi siempre, se lleva a cabo dentro de un ambiente de atmsfera controlada y a temperaturas entre el 60 y 90% de la temperatura de fusin del mayor constituyente. Cuando hay mezcla de

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polvos, hay ocasiones en donde el proceso de sintonizacin se efecta a una temperatura superior a la de fusin de uno de los constituyentes secundarioscomo en partes estructurales de Hierro/Cobre, Carburo de Tungsteno/Cobalto, etc. Al hacer el proceso a una temperatura superior a la temperatura de fusin de un constituyente, se esta haciendo un sinterizado con presencia de fase lquida. Por esto es esencial controlar la cantidad de fase lquida que se presenta durante el proceso para poder asegurar paridad en la forma de la pieza. Se debe llevar un control sobre la rata de calentamiento, tiempo, temperatura y atmsfera para obtener resultados que puedan ser reproducidos. El horno elctrico se usa en la mayora de los casos pero si se requieren temperaturas superiores (para incrementar la resistencia de las piezas) se puede variar a diferentes tipos de hornos, segn la temperatura deseada. Para proceso normales se alimentan las piezas al horno en una banda hecha de alambre entrecruzado. Este alambre est hecho de una aleacin Nickel/Cromo (80/20) que permite temperaturas hasta de 11500C. Para temperaturas superiores se pueden usar Carburos de Silicio que pueden operar a temperaturas hasta 13500C. Ya si son casos especiales y se necesitan temperaturas an mayores se utilizan piezas para calentamiento hechas con Molibdeno, aunque este requiere de que sea operado en una atmsfera pura de hidrgeno. Las atmsferas controladas son una parte esencial en casi cualquier proceso de sinterizaran ya que previenen la oxidacin y otras reacciones que no conviene al proceso. Algunas de las atmsferas ms usadas son las compuestas con hidrgeno seco o con hidrocarburos sometidos parcialmente a la combustin. Ya si se requieren usos mas especiales y que puedan soportar el incremento en el costo de la atmsfera se pueden utilizar las llamadas atmsferas sintticas. Debido a que son producidas mezclando cuidadosamente Nitrgeno con Hidrgeno y con gas de hidrocarburos para la sinteriza in de aceros. Estos tipos de atmsferas tienen las ventajas de ser mucho ms limpias, tener mayor adherencia al material sinterizado y un nivel muy bajo de vapor de agua. Hay diferentes tipos de sinterizado que se pueden aplicar segn sea el caso, ya sea que se requiere bajar costo, aumentar propiedades de la pieza, trabajar con un material especial, etc. Temperaturas de Sinterizado Materiales / Grados C Hierro Acero / 1100 - 1300 Aleaciones de aluminio / 590 - 620 Cobre / 750 - 1000 Latn / 850 - 950 Bronce / 740 - 780 Metales Duros / 1200 - 1600

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA Escuela de ciencias bsicas, Tecnologa e ingeniera Sinterizado-Endurecimiento: Se hace el tratamiento trmico del sinterizado y despus se somete a un bajn de temperatura rpidamente. Esto se puede realizar gracias a los avances tecnolgicos que se han logrado en los hornos para sinterizado que permiten descender la temperatura a velocidades hasta de 500C/seg. El resultado de esta operacin en las piezas de acero es una estructura homognea martenstica. Adems de este excelente resultado tambin se obtienen tolerancias dimensionales muy precisas. Estas dos propiedades adquiridas durante el proceso de Sinterizacin-Endurecimiento nos permiten obviar varios proceso de pos sinteriza in. Sinterizado en Vaci: Este tipo de sinterizado es un tipo especial de sinterizado con atmsfera controlada y desde el punto de vista cientfico es probablemente la mejor. El vaco, en este proceso es difcil de mantener; haciendo que el Sinterizado en vaco sea casi imposible de automatizar elevando los costos. Este proceso es estndar para algunas aplicaciones especiales y raras (aunque su nmero se incrementa rpidamente) que demandan el trabajo en vaco,. Se usa para Sinterizar aceros y metales de alta aleacin. Como ya se mencion anteriormente, en algunos casos es necesario hacer operaciones pos Sinterizado ya sea por prdida o aumento de tolerancias dimensionales o porque el uso de la pieza requiere un tratamiento adicional. Discutiremos algunos de ellos a continuacin. Re-Compactar: Es casi inevitable que las piezas sufran un cambio dimensional en el sinterizado. Para contrarrestar este efecto negativo y en algunos casos para incrementar la densidad de la pieza, se usa el Re-Compactar. Como su nombre lo indica consta de volver a compactar la pieza, devolvindole sus dimensiones inciales y aumentando la densidad (slo se aumenta un poco). Esta ltima propiedad es vital para cuando se necesitan piezas con propiedades mecnicas optimas, en estos casos tambin se recomienda volver a hacer un Sinterizado. En algunos casos tambin se puede hacer el Re-Compactado en caliente, dndole as mas densidad lo que mejora aun ms las propiedades mecnicas. Tiene el problema que su control de dimensiones finales no es bueno. Infiltracin: Este es un mtodo para mejorar la resistencia de materiales porosos que consiste en llenar los poros superficiales con un metal lquido que tenga menor punto de fusin. No necesita presin y se usan bastante con piezas ferrosas y utilizando cobre como infiltran te. Este mtodo tambin es utilizado para producir materiales compuestos con propiedades elctricas especiales como Tungsteno/Cobre y Molibdeno/ Plata. Impregnacin : Este trmino es anlogo al de infiltracin pero en vez de llenar los poros con materiales metlicos se utilizan materiales orgnicos. El ejemplo ms representativo de este procedimiento son los cojinetes impregnados con aceite.

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Fuera de los ya mencionados tratamientos pos Sinterizado, se le pueden hacer a la pieza los tratamientos trmicos conocidos, tratamientos con vapor, tratamientos mecnicos, endurecimientos superficiales, etc. Esta versatilidad para aplicar diferentes tratamientos a las piezas que salen del proceso de pulvimetalurgia le da una gran ventaja a este mtodo de fabricacin de piezas. Aunque el uso de la pulvimetalurgia tiene su mayor uso con metales comunes, tambin tiene aplicaciones con otros tipos de materiales. Los metales refractarios, metales con alta temperatura de fusin, son muy difciles de producir llevndolos a la temperatura de fusin y luego moldendolos. Algunos de estos metales son El Tungsteno, el Molibdeno y el Tantalio. Un polvo Compactado y Sinterizado con una densidad relativa menor al 90% puede ser deformado mecnicamente a temperaturas altas pero manejables. Esto hace que se le pueda dar una orientacin deseada a las micro estructuras convirtindolo en un material denso con ductilidad hasta en temperatura ambiente. Esta propiedad slo es alcanzable por el mtodo de la metalurgia de polvos. Los materiales compuestos tambin pueden ser fabricados por el mtodo de la metalurgia de polvos. Algunos materiales compuestos fabricados y conformados por estos mtodos son: Materiales para contacto elctrico tales como Cobre / Tungsteno, Plata / xido de Cadmio. Metales duros, usados para herramientas de corte y forjado de metales. Estos incluyen Ni, Ni-Co, Ni-Cr, en general superaleaciones en base de Nquel y aceros complejos. Herramientas de corte especial hechas de diamante dispersado en una matriz metlica. Los materiales porosos son un gran ejemplo del para que se debe usar la pulvimetalurgia. La mayora de los metales son porosos hasta cierto grado, esta propiedad se da en un mayor grado en las piezas hecha por la pulvimetalurgia. La porosidad puede ser regulada y calculada segn el uso que tenga la pieza. Los mayores productos de este grupo de materiales son los filtros y los bujes auto lubricados. Este ltimo producto es difcilmente, sino imposible, fabricarlo por cualquier otro mtodo de metalurgia. Las Partes Estructurales (o Mecnicas) son por mucho el grupo ms grande de materiales fabricados por este mtodo. Estas piezas estn mayormente constituidas por Hierro pero tienen adems aleaciones con Cobre, Latn, Bronce y Aluminio. Tambin se pueden fabricar piezas hechas con materiales ms raros como el Titanio o Berilio. En general estas piezas no tienen mejores propiedades mecnicas que las piezas equivalentes fabricadas por otros procesos

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metalrgicos. Sin embargo las piezas fabricadas por pulvimetalurgia cumplen enteramente con los requerimientos para las cuales fueron hechas. Tienen la gran ventaja de tener mejores tolerancias dimensinales que piezas fabricadas por forjado pero en la mayora de los casos son preferidas sobre todo por su bajo costo de produccin. Recientemente y debido al crecimiento exponencial de esta industria se han dado avances importantes en el proceso que obligan a replantear la resistencia de las piezas hechas por la metalurgia de polvos. Estos adelantos han hecho posible la fabricacin de partes con la pulvimetalurgia con propiedades iguales o en muchos casos superiores a piezas fabricadas por los mtodos tradicionales. Hay otros grupos de materiales como las aleaciones para alto trajn, aceros para trabajos que requieran mucha velocidad de funcionamiento y herramientas muy especializadas que tambin son fabricadas por este mtodo; y gracias a l, los costos de produccin se estn bajando y con esto se aumenta la produccin y el uso de dichas piezas.
VENTAJAS Y LIMITACIONES DEL PROCESO DE PRODUCCIN POR LA METALURGIA DE LOS POLVOS VENTAJAS

La produccin de carburos sinterizados, cojinetes porosos y bimetlicos de capas moldeadas, slo 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 tambin piezas de alta pureza. No hay prdidas de material No se requieren operarios con alta capacitacin
LIMITACIONES

Los polvos son caros y difciles de almacenar El costo del equipo para la produccin de los polvos es alto Algunos productos pueden fabricarse por otros procedimientos ms econmicamente Es difcil hacer productos con diseos complicados Existen algunas dificultades trmicas en el proceso de sinterizado, especialmente con los materiales de bajo punto de fusin.

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Algunos polvos de granos finos presentan riesgo de explosin, como aluminio, magnesio, zirconio y titanio. Es difcil fabricar productos uniformes de alta densidad.

Algunos productos fabricados por este procedimiento Filtros metlicos Carburos cementados Engranes y rotores para bombas Escobillas para motores Cojinetes porosos Magnetos Contactos elctricos

PARTE III

FABRICACIN POR DEFORMACIN DE METALES

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Procedimientos de fabricacin por deformacin unidad n 2 2. cules son esos procedimientos? para obtener el pulvimetalurgia o metalurgia de polvos producto final se somete a la pieza a distintos procedimientos moldeo o conformacin poren deformacin en fro y de fabricacin. Fusin caliente 3. metalurgia de polvos proceso de fabricacin material en polvo prensado sinterizado calibrado tratamiento posterior 4. conformacin por fusin consiste en calentar el material hasta su el trmino temperatura de fusin conformacin y al transformarse en lquido se vierte en el es ampliamente interior de un molde utilizado (proceso de vaciado en la industria y es llamado tambin sinnimo colada y moldeo) y cuando se encuentra de fabricacacin solidificado se lo extrae del molde. 5. cules son los colada por gravedad procedimientos ms usuales para colada centrfugallenar el molde? colada a presin 6. colada por gravedad colada sobre moldes de arena colada sobre moldes permanentes colada en un molde que gira colada a la cera perdida 7. colada por presin 8. elaboracin de piezas mediante deformacin del caliente deformacin en material colada continua laminacin forja deformacin en fro laminado forjado en fro estampacin extrusin doblado y curvado embuticin trefilado

Curso: procesos de manufactura Grupo: 332571_168

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