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Conformado a partir de polvos TEMA 9 TECNOLOGÍA DE MATERIALES.

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1 Conformado a partir de polvos TEMA 9 TECNOLOGÍA DE MATERIALES

2 9.1 Generalidades 9.2 Obtención de polvos 9.3 Compactación 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas 9.5 Sinterización 9.6 Fabricación de composites de matriz metálica y cerámica ÍNDICE Conformado a partir de polvos

3 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.1 Generalidades Método más normal de fabricación de productos cerámicos También se utiliza prácticamente sin ninguna variación para el conformado de materiales metálicos y algunos plásticos (teflón y las poliimidas) Método competitivo para: Fabricar grandes series de piezas pequeñas de geometría no muy compleja Metales y aleaciones refractarias Aleaciones con insolubilidad de sus componentes Conformado a partir de polvos Obtención de polvos Compactación bajo presión Tratamiento térmico de densificación (sinterización) + +

4 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.2 Obtención de polvos Las características de los polvos de partida (pureza, forma, distribución de tamaños, reactividad…) tiene un efecto importante en las porpiedades del producto final. Métodos de obtención de polvos: Molienda Atomización Conformado a partir de polvos

5 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.2 Obtención de polvos ATOMIZACIÓN Conformado a partir de polvos Polvos esféricos uniformes Polvos Agua Agente aglomerante BARBOTINA Polvo esférico (30-250μm) METALES

6 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.2 Obtención de polvos Conformado a partir de polvos la forma y distribución Dado que estos polvos deben luego compactarse hasta lograr una pieza prácticamente exenta de poros, la forma y distribución de tamaños del agregado pulvurulento son variables que deben controlarse con la mayor precisión. Interesan formas regulares y tamaños pequeños (cerámicas técnicas tamaños menores de 1μ) Para lograr el menor número de huecos internos mezcla de dos o más granulometrías diferentes.

7 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.2 Obtención de polvos TRITURACIÓN Y MOLIENDA Conformado a partir de polvos TRITURADOS DE RODILLOS MOLINO DE MARTILLOS MOLINO DE BOLAS MOLINO DE RODILLOS

8 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.3 Compactación CONFORMADO DE POLVOS: 1. Introducción de los polvos en una matriz deseada (normalmente en frío), junto con aditivos aglomerantes, plastificantes y lubricantes 2. Aplicación de una fuerte presión (grado de densificación requerido) (Sinterización posterior) Conformado a partir de polvos

9 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.3 Compactación Conformado a partir de polvos PRENSADO UNIAXIAL AUTOMATIZADO 6 a 100 veces por minuto COMPACTACIÓN EN CALIENTE

10 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.3 Compactación Conformado a partir de polvos PRENSADO ISOSTÁTICO (en frío) Moldes de goma Presión aplicada mediante un fluido mayor uniformidad del producto final PRENSADO ISOSTÁTICO (en caliente) Moldes de chapa metálica Presión aplicada mediante un gas inerte

11 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.3 Compactación Conformado a partir de polvos Densidad en Verde A mayor presión mayor densidad en verde ρ Ni = 8,9g/cm 3

12 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas Conformado a partir de polvos COLAJE molde poroso Suspensión de polvos cerámicos muy finos en agua Piezas huecas: crisoles, pequeños tubos, material sanitario, figuras... Tiempos largos

13 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas Conformado a partir de polvos CONFORMADO PLÁSTICO DE PIEZAS CERÁMICAS Secado de las arcillas o tratamientos térmicos para eliminar aditivos. Mezclaagua otros aditivos Mezcla de polvos cerámicos con agua (arcillas) u otros aditivos (20-50%) para formar una masa conformable (Estos productos ya se pueden prensar, extruir o inyectar) Sinterización final para reducir la alta porosidad interna.

14 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.5 Sinterización Conformado a partir de polvos Finalidad: producir la densificación del agregado de polvos después de la compactación, eliminando su porosidad interna y formar enlaces fuertes entre sus partículas constituyentes. Estos fenómenos tienen lugar expontáneamente cuando se calienta la pieza a temperaturas T~ 0,8T f (K) Siempre es el tratamiento final en cualquier método de conformado de polvos. Se realiza en hornos de atmósfera controlada

15 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.5 Sinterización Conformado a partir de polvos

16 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.5 Sinterización Conformado a partir de polvos A medida que aumenta la densidad mejoran las propiedades mecánicas del material (resistencia a tracción, alargamento, resistencia al impacto...)

17 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.5 Sinterización Conformado a partir de polvos HORNO CONTINUO

18 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas Conformado a partir de polvos VIDRIOS Líquidos Admiten conformado por deformación plástica Tª +- Viscosidad + - T

19 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas Conformado a partir de polvos VIDRIOS Poisses Pto de recocido : fluidez suficiente como para permitir la relajación de tensiones 10 14,5 Poisses Pto de deformación: los movimientos estrucutrales en el material son tan lentos que aunque el vidrio se enfríe por debajo de esta temperatura con rapidez no se introducen nuevas tensiones residuales

20 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas Conformado a partir de polvos Moldeo por compresión Laminación Láminas de vidrio flotado Sopolado VIDRIOS

21 TECNOLOGÍA DE MATERIALES 9.6 Fabricación de composites de matriz metálica y cerámica Conformado a partir de polvos Conformado de polvos Método más sencillo para fabricar tanto los materiales compuestos de matriz metálica como los de matriz cerámica reforzados con partículas, fibras cortas o whiskers En el caso de los compuestos de matriz metálica, también se pueden emplear todos los procesos de moldeo por fusión


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