Proceso de fabricación básico

Los dos elementos básicos necesarios para fabricar un componente sinterizado son: un polvo metálico, y un utillaje. Partiendo de ellos, el proceso básico a seguir para conformar una pieza sinterizada engloba tres operaciones: el mezclado de polvos, la compactación, y la sinterización.

Proceso de fabricación básico de una pieza sinterizada

La materia prima de un componente sinterizado es siempre un polvo metálico

MATERIA PRIMA

La materia prima de un componente sinterizado es siempre un polvo metálico. Las características del material a conseguir determinan la composición química del polvo.
Los polvos metálicos pueden ser polvos de metal puro (hierro, cobre), o bien polvos aleados (bronce, latón, acero, etc). Existen polvos de diversa naturaleza (esponja, irregular, esférico, laminar), que confieren diferentes propiedades al componente.

El polvo base se mezcla con diferentes elementos aleantes, en función de la composición química del material final

MEZCLADO

El polvo base se mezcla con diferentes elementos aleantes, en función de la composición química del material final (como grafito, níquel, cobre,…), con un lubricante sólido orgánico (necesario para poder compactar), y en ocasiones con aditivos especiales. El resultado es una mezcla de polvos con una distribución homogénea de los aditivos. La composición química del material se asegura mediante un estricto proceso de dosificación y control, y es de vital importancia para conseguir las características mecánicas, físicas o químicas del material.

La mezcla de polvos se compacta en el interior de un utillaje, que tiene la forma del negativo de la pieza final

UTILLAJE

La mezcla de polvos se compacta en el interior de un utillaje, que tiene la forma del negativo de la pieza final. El utillaje es un elemento de elevadísima precisión, y de alta durabilidad. El utillaje se monta dentro de la prensa y se mantiene mediante técnicas SMED.

La mezcla de polvos se carga en el interior del utillaje por gravedad, y se aplica sobre ella una presión uniaxial de 200 a 1500 MPa en función de la densidad final a conseguir

COMPACTACIÓN

La mezcla de polvos se carga en el interior del utillaje por gravedad, y se aplica sobre ella una presión uniaxial de 200 a 1500 MPa en función de la densidad final a conseguir. La pieza compactada se expulsa del utillaje, y el resultado es una pieza “en verde”, que tiene una cierta consistencia mecánica y que puede ser manipulada.
El proceso de compactación es asegurado estadísticamente mediante controles SPC de diferentes características de la pieza.

La sinterización es un ciclo térmico consistente en calentar la pieza compactada durante un tiempo determinado a una temperatura inferior al punto de fusión del metal base

SINTERIZACIÓN

La sinterización es un ciclo térmico consistente en calentar la pieza compactada durante un tiempo determinado a una temperatura inferior al punto de fusión del metal base. La elevada temperatura provoca la soldadura de las partículas de polvo entre sí, y la difusión de los elementos aleantes, mediante un mecanismo de difusión en estado sólido.
La sinterización se realiza en hornos contínuos, a velocidad controlada, y en atmósfera con composición química controlada. Normalmente se opera a temperaturas entre 750 y 1300ºC en función del material y de las características a conseguir.

El resultado de estas operaciones básicas es una pieza metálica con una cierta microporosidad, de elevada precisión dimensional, y perfectamente funcional si las características obtenidas se adecúan a las especificaciones del componente.

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