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Questions and Answers
¿Cuál de las siguientes es una ventaja de la metalurgia de polvos?
¿Qué metal NO es comúnmente utilizado en metalurgia de polvos?
¿Cuál de las siguientes aplicaciones es un uso de la metalurgia de polvos?
¿Qué proceso se utiliza para producir polvos metálicos?
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En metalurgia de polvos, las partículas de polvo de materiales frágiles son generalmente:
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¿Cuál es el rango de peso típico para las partes producidas por metalurgia de polvos?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la aleación mecánica es correcta?
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¿Qué tipo de componentes representan aproximadamente el 70% del mercado actual de metalurgia de polvos?
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¿Cuál es la función principal de mezclar polvos metálicos en la metalurgia de polvos?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la compactación de polvos es correcta?
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Durante el proceso de sinterizado, ¿a qué temperatura son calentados los compactados crudos?
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¿Cuál es la principal desventaja de un mezclado excesivo de polvos?
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Las operaciones secundarias y de acabado se realizan para:
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¿Qué papel juegan los lubricantes como el ácido esteárico en la mezcla de polvos metálicos?
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¿Qué se describe como el resultado de un prensado rápido en la compactación de polvos?
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¿Cuál de las siguientes condiciones se considera ideal para el mezclado de polvos metálicos?
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¿Qué proceso se utiliza para mejorar la densidad y resistencia de componentes de metalurgia de polvos?
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¿Cuál de las siguientes es una limitación de la metalurgia de polvos?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la metalurgia de polvos es correcta?
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¿Qué operación no se menciona como parte del proceso de optimización de componentes en la metalurgia de polvos?
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¿Cómo se puede mejorar la lubricación en rodamientos fabricados a partir de P/M?
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Study Notes
Metalurgia de Polvos
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La metalurgia de polvos es un proceso que consiste en compactar polvos metálicos para darles forma y luego sinterizarlos (calentarlos a altas temperaturas sin que se fundan) para formar una pieza sólida.
-
Se utilizó en el antiguo Egipto (3000 a.C.) para fabricar herramientas de hierro.
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Se utiliza en la actualidad para fabricar filamentos de tungsteno para focos incandescentes (principios del siglo XX).
Ventajas de la Metalurgia de Polvos
- Ofrece una amplia variedad de composiciones de polvos metálicos.
- Permite producir piezas con formas complejas.
- Es un proceso económico.
Aplicaciones de la Metalurgia de Polvos
-
Componentes automovilísticos (aproximadamente el 70% del mercado actual).
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Aceros para herramientas.
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Carburos de tungsteno y cermets utilizados en herramientas y matrices.
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Escobillas de grafito impregnadas con cobre para motores eléctricos.
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Materiales magnéticos.
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Filtros metálicos.
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Rodamientos impregnados con aceite de porosidad controlada.
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Espumas metálicas.
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Implantes quirúrgicos.
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Aplicaciones nucleares, aeroespaciales e industriales.
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La mayoría de las piezas pesan menos de 2.5 kg y pueden llegar a los 50 kg.
-
Se puede producir en masa (desde 5000 hasta 100 millones de piezas anuales), como contrapesos para vibradores de teléfonos celulares.
Metales Más Usados en Metalurgia de Polvos
- Hierro
- Cobre
- Aluminio
- Estaño
- Níquel
- Titanio
- Metales refractarios
- Latón
- Bronce
- Acero inoxidable
- Aceros
Fuentes de los Metales
- Metales y aleaciones a granel.
- Menas.
- Sales.
- Otros compuestos.
Producción de Polvos
-
Trituración o Pulverización: proceso mecánico para la creación de pequeñas partículas mediante trituración, molido en un molino de bolas o esmerilado.
- Las partículas de polvo son angulares en materiales frágiles.
- Las partículas de polvo tienen forma de hojuela en materiales dúctiles.
-
Aleación Mecánica: mezcla de polvos de dos o más metales puros en un molino de bolas.
- El impacto de las bolas duras fractura los polvos y los une por difusión, formando polvos de aleaciones.
- La fase dispersa puede reforzar las partículas o proporcionar propiedades eléctricas o magnéticas especiales.
-
Otros métodos (menos comunes):
- Precipitación de una solución química.
- Producción de virutas finas de metal a través del maquinado.
- Condensación de vapor.
Mezcla de Polvos Metálicos
- Se combina diferentes metales y materiales para mejorar las propiedades físicas y mecánicas del producto final.
- Se realiza en condiciones controladas para evitar contaminación y deterioro.
- Se añaden lubricantes y aditivos para mejorar el flujo, la resistencia y facilitar el sinterizado.
Compactación de Polvos
- Consiste en prensar los polvos mezclados para darles forma y densidad.
- Las piezas en verde son frágiles y requieren una adecuada aplicación de polvo y presión para aumentar su resistencia.
- La densidad depende de la presión (varía entre 70 MPa para aluminio y 800 MPa para hierro).
- Se utiliza prensas mecánicas o hidráulicas según el tonelaje.
Sinterizado
- Calentar los compactados crudos en un horno controlado a temperaturas inferiores al punto de fusión para unir las partículas.
- La resistencia depende de la difusión, flujo plástico y recristalización.
- Las temperaturas oscilan entre el 70% y el 90% del punto de fusión.
- Los tiempos de sinterizado varían de 10 minutos a 8 horas.
Operaciones Secundarias y de Acabado
- Acuñado (forjado en frío o en caliente) para lograr formas finales y un buen acabado superficial.
- Maquinado, rectificado, recubrimiento y tratamiento térmico para optimizar características geométricas, precisión, apariencia y dureza.
- Impregnación con fluidos (como en rodamientos que contienen aceite) para proporcionar lubricación continua.
- Infiltración (sumergir el componente en un lodo de metal de bajo punto de fusión) para mejorar la densidad y resistencia al llenar los poros.
Capacidades del Proceso
- Permite fabricar partes de metales refractarios y componentes complejos de manera económica y automatizada.
- Ofrece control dimensional y puede eliminar operaciones de maquinado.
- Permite obtener propiedades específicas como rigidez y dureza.
Limitaciones
- Alto costo de los polvos metálicos, especialmente para moldeo por inyección.
- Elevados costos de herramientas y equipos para pequeñas producciones.
- Limitaciones en el tamaño y complejidad de las piezas.
- Las propiedades mecánicas (resistencia y ductilidad) suelen ser inferiores a las de piezas forjadas.
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Descubre el fascinante mundo de la metalurgia de polvos, un proceso que ha sido utilizado desde la antigüedad hasta la actualidad. Aprende sobre sus ventajas, aplicaciones en la industria automovilística y otros campos, y cómo se forman piezas sólidas a partir de polvos metálicos. Este quiz te permitirá poner a prueba tus conocimientos sobre esta técnica esencial en la ingeniería moderna.
