OBJETIVO
El sinterizado sirve para incrementar la fuerza y la resistencia
de la pieza creando enlaces fuertes entre laspartculas. Producir
formas cermicas dealmina, berilia,ferritay titanatos. Obtencin de
las piezas a temperaturas relativamente bajas (ahorro energtico).
Obtencin de las piezas directamente con su forma definitiva
(procesorpido). Usar totalmente el material, sin generar residuos,
como pueden ser virutas
o polvo (ahorro de materias primas y productos).
EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS12 gr de polvo con 98% de
cobre, 2% de polvo de grafito, una placa de vidrio y una cucharita
de plstico.
Aceites Vernier
Matriz
Horno Elctrico Lijas para papel abrasivo
Nital Microscopio metalogrfico
Pulidora Balanza Electrnica
DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO1. Primero medimos todas las piezas
de la matriz usando el vernier
2. Mezclamos la cucharita el polvo de cobre y de grafito sobre
la placa de vidrio para luego agregarle tres gotas de aceite y
colocarlo dentro de la matriz. .
3. Despus le hacemos una pequea carga con nuestra mano para
fijar el polvo de corte
4. luego ponerla en la prensa hidrulica y aplicarle una carga de
compresin gradual de 4100kg 5. Extrajimos las probetas y medimos
las dimensiones de la probeta resultante 6. Repetimos el mismo
procedimiento para las otras dos probetas. 7. Despus medimos las
masas de cada probeta
8. Despus de medir la masa llevamos las probetas a la misma
temperatura (840C) y por diferentes tiempos para despus hacerles un
ensayo metalogrfico y por ultimo medirle la temperatura.
DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO
Hallando la densidad inicial y final:Con la frmula:
Hallando % de densidad inicial y final:
Con la frmula:
Entonces las grficas son:
CLCULOS Y RESULTADOS1. Qu mtodos existen para obtener cobre en
polvo para sus aplicaciones en pulvimetalurgia?
Para obtener los polvos de los metales, existen tres mtodos
bsicos:
a) Mtodo por atomizacin: Es el mtodo ms usado en la actualidad
(para producir polvos metlicos) por ser aplicable a casi cualquier
metal o aleacin; este implica la conversin de un metal fundido en
un roco de pequeas gotas que se solidifican formando polvos. Hay
varias formas de crear este roco de gotas de metal fundido, una de
las cuales es atomizado con gas, otra es atomizada por agua, y por
ltimo, est el atomizado centrfugo.
b) Mtodo Qumico: Estos procesos pueden ser por reduccin qumica
en la cual se da una serie de reacciones qumicas que reducen los
compuestos metlicos a polvos metlicos elementales. Y el otro
proceso para producir polvos metlicos es el de precipitacin en el
cual los elementos metlicos se precipitan al estar en contacto con
sus propias sales en agua. Por este mtodo se puede producir polvos
de berilio, cobre, hierro, plata, tantalio, titanio, etc.
c) Mtodo por electrolisis: Este se da en una celda electroltica,
en la cual el metal a pulverizar ser el nodo; este se disuelve
lentamente por la accin del voltaje aplicado, se mueve a travs del
electroltico y se deposita en el ctodo. El depsito se retira, se
lava y se seca, obtenindose un polvo metlico de alta pureza. Por
este mtodo se puede obtener polvos de berilio, cobre, hierro,
plata, tantalio y titanio.
2. Qu aplicaciones tiene la metalurgia de polvos de aleaciones a
base de cobre?
Como hemos visto, la metalurgia de polvos tiene ventajas
bastantes interesantes en cuanto a otro mtodo de obtencin de
metales, esta ventaja es apreciable en la produccin de piezas de
maquinaria, una de ellas es por ejemplo la fabricacin de engranes,
rodamientos, catarinas, sujetadores, contactos elctricos,
herramientas de corte, etc. Estas piezas se adaptan a la metalurgia
de polvos debido a que se tiene una forma definida principalmente
en dos dimensiones, y tambin porosidad en el material para servir
como depsito de lubricante. 3. La siguiente figura muestra las
propiedades del cobre puro sinterizado. Cmo afecta a la elongacin y
a la resistencia mecnica la presencia de los poros?
En la grfica se ve que a menor densidad, menor elongacin, menor
conductividad y menor resistencia. La presencia de poros afecta a
la densidad ya que a mayor porosidad mayor es el volumen para una
masa constante y menor ser la densidad, entonces la densidad y la
presencia de poros son inversamente proporcional. Por lo tanto a
mayor porosidad, menor densidad, menor es la elongacin y la
resistencia mecnica.
4. La siguiente figura muestra las propiedades del cobre
sinterizado, entre otro, para una compresin uniaxial. Para los
valores de las cargas de compresin aplicadas (fuerzas) en la
experiencia de laboratorio, que porcentaje de la densidad se
esperaba obtener en caso de haber tenido polvos de composicin 100%
de cobre.
Calculando el rea:
Calculando la presin en MPa:
Segn la grfica:
PARA EL ESFUERZO DE 261MPa 78.65
PARA EL ESFUERZO DE 230 MPa
PARA EL ESFUERZO DE 252 MPa
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONES La pulvimetalurgia es
un mtodo a tener en cuenta porque las propiedades mecnicas
alcanzadas en estas piezas son a veces inalcanzables por cualquier
tipo de fabricacin. La pulvimetalurgia es un proceso econmico y
rpido. Se requieren presiones elevadas para la obtencin de piezas.
El tamao de la pieza no debe ser muy grande. Las piezas pueden ser
tratadas trmicamente para mejorar sus propiedades. Durante el
calentamiento no se pudo evitar la oxidacin de las partculas
metlicas. A mayor tiempo de sinterizado, mayor es la densidad de la
probeta. Pudimos demostrar que el sinterizado le proporciona
ciertas propiedades al material, en este caso cobre, como por
ejemplo cierta dureza, y cierta resistencia, aunque el material se
puede deshacer fcilmente. RECOMENDACIONES
Evitar que la pieza a obtener sea muy grande. Evitar la oxidacin
de partculas metlicas mediante un control adecuado de la atmsfera
del horno. Tener los instrumentos de medicin, tales como el
Vernier, bien calibrados para una buena toma de datos.
BIBLIOGRAFA1. ASM Handbook Volumen 7 Tecnologas y aplicaciones
de polvo de metal, Octubre 19, 2010
2. Mikell P. Groover. Fundamentos_de_Manufactura_Moderna
3. William Smith Fundamentos de la ciencia e ingeniera de
materiales, cuarta edicin. 2007.
4. Jos ApraizTratamientos trmico de los aceros. Sptima edicin.
1971.
5. Donald AskelandLa ciencia e ingeniera de los materiales.
Segunda edicin.