Sinterización de metales es un proceso de fabricación. Al calentar un polvo metálico a una temperatura inferior a su punto de fusión, las partículas de polvo se unen entre sí por difusión. Se crea así un objeto sólido y resistente. Normalmente no es necesario fundir completamente el metal durante el proceso. Se utilizan altas temperaturas y presión aplicada para lograr la unión entre las partículas.
Pasos de la sinterización de metales
La sinterización de metales consta de varios tipos, como la sinterización en estado sólido, la sinterización en fase líquida, la sinterización por plasma de chispa, etc. Cada uno de estos métodos tiene aplicaciones específicas, y el SPS ha ganado atención en los últimos años debido a su rapidez y características de baja temperatura. Aunque hay muchos tipos diferentes de procesos de sinterización de metales, sus pasos son en realidad muy similares.
| Paso | Descripción |
|---|---|
| Selección de polvos | Selección de polvos metálicos (por ejemplo, acero inoxidable | titanio) para determinar las propiedades de la pieza final. |
| Compactación | Ejerza presión para compactar el polvo y darle la forma deseada. |
| Calefacción | Calentamiento por debajo del punto de fusión en una atmósfera controlada para fusionar las partículas. |
| Refrigeración y acabado | Las piezas se enfrían, con un acabado mínimo si es necesario para conseguir una forma cercana a la neta. |
Aplicaciones de sinterización de metales
El sinterizado de metales se utiliza en varias industrias por su capacidad para producir piezas complejas y precisas. Su versatilidad se presta a la producción rápida y a gran escala de piezas con geometrías o características internas complejas.
- Industria del automóvil: Producción de engranajes y cojinetes.
- Industria aeroespacial: Fabricación de álabes de turbina y componentes de alta resistencia.
- Industria electrónica: Fabricación de contactos y conectores eléctricos.
- Especiales: Sistemas hidráulicos de aeronaves, materiales de filtración para entornos de alta temperatura, etc.
- Otros: Filtros, cartuchos de escopeta frágiles, etc.
- Principalmente para la fabricación de Alta precisión y Forma compleja partes.
Piezas de metal sinterizado
Materiales y condiciones
Los materiales adecuados para la sinterización incluyen una amplia gama de metales como el acero inoxidable, el titanio y el níquel. Incluso los metales de alto punto de fusión, como el molibdeno y el wolframio, son adecuados para la sinterización. En el caso de los materiales de alto punto de fusión, la sinterización es uno de los pocos métodos de procesamiento viables. El objetivo es conseguir una porosidad muy baja. La sinterización a temperatura ultra alta (hasta 2450-2500 °F) puede mejorar aún más las propiedades para aplicaciones de alta resistencia.
La sinterización puede ser estática, en la que los polvos metálicos se unen en condiciones específicas pero vuelven a su comportamiento normal cuando se retiran. También puede consistir en una sinterización líquida, sobre todo en carburos cementados como el carburo de wolframio. Al menos uno de los elementos se encuentra en estado líquido durante el proceso.
Ventajas y beneficios
Las ventajas del sinterizado de metales son numerosas. Es especialmente adecuado para aplicaciones innovadoras en el diseño de herramientas eléctricas y motores.
| Ventaja | Descripción |
|---|---|
| Alta pureza | Menos pasos para mantener la pureza del material. |
| Porosidad uniforme | Porosidad controlable para aplicaciones específicas como filtros o cojinetes. |
| Producción cercana a la forma neta | Requiere un acabado mínimo, lo que reduce los residuos y los costes. |
| Piezas de alta resistencia | Adecuado para componentes sometidos a grandes esfuerzos, como los álabes de turbina. |
| Versatilidad | Adecuado para geometrías complejas y producción en serie. |
La sinterización de metales presenta importantes ventajas en términos de protección del medio ambiente y eficiencia económica, entre otros.
Adoptando la tecnología de conformado casi neto, la tasa de utilización del material es de hasta 1.000 toneladas. 95% o más. Reducir significativamente los daños ecológicos causados por la minería de metales.
Reduzca 30%-40% del coste de la materia prima en comparación con el proceso de corte tradicional.
Las temperaturas de sinterización suelen estar entre 200 y 500 °C por debajo del punto de fusión del metal. 15-25%reduciendo directamente las emisiones de CO₂.
El ahorro de costes energéticos puede reducir los costes globales de producción en 10-20%.
Fabricación directa de piezas que contienen guías internas o estructuras porosas, reduciendo los procesos de montaje posteriores y el consumo total de energía.
Los costes de producción de engranajes y otras piezas complejas pueden reducirse con 30%. Reduzca el tiempo de montaje 50%.
Permite mezclar polvo metálico reciclado 30%-100%, lo que reduce la demanda de minerales y la contaminación de los vertederos.
Costes del polvo reciclado 40%-60% menos que los materiales vírgenes, especialmente indicado para aplicaciones de metales a granel como el acero inoxidable.
Los residuos de producción en polvo pueden 100% reciclado y reutilizado, evitando la contaminación de las virutas metálicas que contienen aceite producidas por el mecanizado tradicional.
El coste de eliminación del material de desecho se reduce en 70%-90%.
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