TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos TEMA 9 Conformado a partir de polvos

Conformado a partir de polvos ÍNDICE 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

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 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 Obtención de polvos Compactación bajo presión Tratamiento térmico de densificación (sinterización) + +

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

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 9.2 Obtención de polvos 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.

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

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

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 9.3 Compactación 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

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos ρNi = 8,9g/cm3 9.3 Compactación Densidad en Verde A mayor presión mayor densidad en verde

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

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas CONFORMADO PLÁSTICO DE PIEZAS CERÁMICAS 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) Secado de las arcillas o tratamientos térmicos para eliminar aditivos. Sinterización final para reducir la alta porosidad interna.

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 9.5 Sinterización Siempre es el tratamiento final en cualquier método de conformado de polvos. Se realiza en hornos de atmósfera controlada 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~ 0,8Tf (K)

TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 9.5 Sinterización

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

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

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas VIDRIOS Admiten conformado por deformación plástica Tª - + Líquidos + - Viscosidad Conformado plástico T <Tg  materiales rígidos y frágiles Tg ~ 1017 Poises

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 9.4 Otros métodos de conformado de cerámicas VIDRIOS 1013 Poisses  Pto de recocido : fluidez suficiente como para permitir la relajación de tensiones 1014,5 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

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

Conformado a partir de polvos TECNOLOGÍA DE MATERIALES Conformado a partir de polvos 9.6 Fabricación de composites de matriz metálica y cerámica 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