Alta Precisión de Polvo Metallúrgico engranajes de empuje para el Automóvil

Metalurgia de polvos (PM) es una tecnología que produce materiales metálicos, materiales compuestos o componentes mediante la preparación de polvos de metal/aleación y su procesamiento a través de la conformación, sinterización y otros procesos. Integra la preparación y conformación de materiales, ampliamente utilizada en la fabricación de alta gama, aeroespacial, electrónica y otros campos.

1. Preparación del polvo
   • Métodos: Trituración mecánica (por ejemplo, molienda de bolas, trituración de mandíbulas), deposición física de vapor (PVD), reducción química (por ejemplo, reducción con hidrógeno para polvo de hierro), atomización (atomización con agua/aire para polvos de aleación).
   • Parámetros clave: Tamaño de partícula del polvo (a nivel de micras, que afecta a la densidad de conformación), pureza y morfología (esférica/irregular, que influye en la fluidez).
   Imagen: Equipo de atomización de polvo que produce polvos de aleación esféricos
2. Mezcla y modificación

   Mezclar polvos metálicos con aditivos no metálicos (por ejemplo, carbono, cobre para la dureza) y lubricantes (por ejemplo, estearato de zinc para la moldeabilidad).

3. Conformación
   • Moldeo por compresión: Alta presión (50-300 MPa) en moldes para formar "compactos verdes", adecuado para formas simétricas simples.
   • Moldeo por inyección de metal (MIM): La mezcla de polvo y aglutinante se inyecta en moldes, se desaglutina y se sinteriza para piezas de precisión complejas (por ejemplo, engranajes de relojes, dispositivos médicos).
   • Prensado isostático: Presión uniforme a través de líquido (prensado isostático en frío/caliente) para materiales de alta densidad (por ejemplo, componentes de superaleación aeroespacial).
   Imagen: Esquema del equipo de prensado isostático en frío
4. Sinterización

   Calentamiento en una atmósfera protectora (argón, hidrógeno) o vacío hasta el 60-80% del punto de fusión del metal, uniendo las partículas mediante difusión atómica para mejorar la densidad y la resistencia.

   Parámetros críticos: Temperatura, tiempo de espera y control de la atmósfera.

5. Post-procesamiento
   • Densificación: Reprensado/resinterización; forja en caliente para propiedades mecánicas.
   • Tratamiento de la superficie: Electrochapado, pintura, carburación.
   • Mecanizado: Corte menor (taladrado, rectificado) para alta precisión.

• Base de hierro/cobre: Más del 70% de las aplicaciones, utilizado para engranajes, cojinetes y piezas estructurales (por ejemplo, componentes de motores automotrices).
• Metales refractarios: Aleaciones de tungsteno y molibdeno para piezas de alta temperatura aeroespaciales (boquillas de cohetes, disipadores de calor de satélites).
• Aleaciones especiales: Aleaciones de titanio, superaleaciones (Inconel) para álabes de motores de aviones e implantes médicos (tornillos óseos de titanio).
• Compuestos: Metal-cerámica (hojas de sierra de diamante), metales porosos (absorción de energía, soportes de catalizadores).

• Automoción: Asientos de válvulas de motor, engranajes de transmisión (reducción de peso del 30%), componentes de turbocompresores.
• Electrónica: Soportes de cámara de teléfonos inteligentes basados en MIM, disipadores de calor 5G (cobre de alta conductividad térmica), polvos magnéticos (inductores).
• Aeroespacial: Discos de turbina de superaleación prensados isostáticamente en caliente, piezas estructurales de titanio (reducción de peso).
• Médico: Implantes de titanio porosos (integración de células óseas), estructuras dentales MIM.
• Nueva energía: Polvos de electrodos de batería de litio (NCM), placas bipolares de pilas de combustible (acero inoxidable).

1. Integración con la fabricación aditiva
   • Impresión 3D de metales (SLM/LMD): Imprime directamente piezas complejas (por ejemplo, impulsores aeroespaciales) a partir de polvos, superando los límites del moldeo tradicional.
   • Impresión 3D por inyección de aglutinante: Rentable para la producción en masa de piezas pequeñas, más barata que la MIM convencional.
   Imagen: Componente aeroespacial de titanio impreso en 3D mediante SLM
2. Nanopolvos y alto rendimiento
   • Nanopolvos cristalinos (por ejemplo, nano-cobre, nano-titanio) aumentan la resistencia en un 50% o más para herramientas y blindajes de alta gama.
   • Materiales de gradiente: Conformación de polvo en capas para piezas con resistencia al desgaste superficial y tenacidad interna.
3. Fabricación ecológica