Ventajas y desventajas de los productos de pulvimetalurgia y fundición

I.Ventajas de los productos de pulvimetalurgia

Al comparar los productos de pulvimetalurgia con los de fundición, es importante tener en cuenta los siguientes factores: calidad, impacto significativo, propiedades mecánicas, costo y aplicación. Tanto los productos de pulvimetalurgia como los de fundición a presión requieren llenar un molde que forme la forma deseada. Luego, la pieza moldeada se libera, un proceso que afecta el diseño de la pieza y la herramienta. Ahí es donde terminan las similitudes. En la fundición a presión, el metal fundido se vierte en un molde, donde se solidifica. Después del desmoldeo, generalmente se somete a múltiples tratamientos de mecanizado y calor. En cambio, el proceso de metal en polvo implica el uso de polvo frío. (Algunas variaciones implican calentar el polvo, pero no hasta el punto de fusión). Cuando se llena el molde, la herramienta superior desciende para compactar el polvo. Luego, el molde se abre y se expulsa la pieza. Muchas piezas de metal en polvo se someten a sinterización para fundir la mezcla en una pieza endurecida.

II.Cuando los productos de pulvimetalurgia y fundición a presión se separan

A pesar de las similitudes entre estos procesos, muchas de las ventajas y desventajas de los productos de la pulvimetalurgia son muy diferentes a las de la fundición.

III. Calidad En la fundición a presión, el líquido turbulento llena la cavidad.

A veces, esto puede atrapar aire, lo que provoca un llenado insuficiente (el material no llena el molde). Las incrustaciones de óxido pueden caer en el líquido y provocar defectos internos; es habitual que se formen líneas de flujo y porosidades. Para verificar la integridad después de la fundición y detectar piezas defectuosas, a veces es necesario realizar pruebas de fugas, radiografías y otras inspecciones.

Una de las ventajas de la pulvimetalurgia es la consistencia. Cada ciclo deposita un peso uniforme de polvo en el molde y se compacta hasta alcanzar la misma densidad. Si el fabricante de pulvimetalurgia sigue buenas prácticas de limpieza y evita la contaminación del polvo, es extremadamente improbable que se produzcan defectos internos.

La segunda ventaja es el control de la microestructura. En la fundición a presión, esto se determina mediante la velocidad de enfriamiento, que depende de factores como el área de la superficie y el volumen. La pulvimetalurgia permite un mejor control de la porosidad y la consistencia y la capacidad de formar microestructuras más finas. ¿Por qué es esto importante para los diseñadores? Esto hace que sea especialmente bueno para producir piezas duras y resistentes (como las herramientas de acero de alta velocidad).

IV. Impacto mayor

La fundición a presión se utiliza a menudo para materiales no ferrosos como: aluminio, magnesio, zinc.

Esto se debe principalmente a que estos metales tienen puntos de fusión bajos.

Los productos de pulvimetalurgia ofrecen una mayor flexibilidad en el uso de materiales y la selección de aleaciones. En particular, si bien existen materiales de pulvimetalurgia "estándar", también son posibles los polvos mixtos. Esto permite la creación de propiedades específicas, como altas propiedades magnéticas para componentes de motores, y polvos metálicos con alto punto de fusión. Los pulvimetalurgios suelen estar compuestos de uno de los siguientes materiales: acero inoxidable, hierro, níquel, titanio, cobre, silicio, fósforo.

1. Propiedades mecánicas

En comparación con otros procesos, la fundición a presión ofrece grandes posibilidades de conformado. Sin embargo, se pueden aprovechar casi las mismas posibilidades de diseño que con los productos de pulvimetalurgia, pero con mejores propiedades mecánicas.

Los materiales utilizados para la fundición a presión no son magnéticos. A menos que se coloquen dentro de otro componente hecho de otro metal, no hay aplicabilidad magnética allí. Sin embargo, el metal en polvo tiene una amplia gama de materiales magnéticos disponibles. Otro problema con las piezas fundidas a presión es que son frágiles y se rompen fácilmente. No ayuda que los materiales principales de los componentes fundidos a presión (zinc y aluminio) sean metales relativamente blandos. Las piezas de metal en polvo, generalmente hechas de algún tipo de acero, pueden soportar más maltrato. El uso de materiales más resistentes puede lograr la misma forma con menos material, lo que puede ahorrar espacio y peso en los diseños de motores.

1. Costo

El diseño de los componentes es el factor principal que determina el costo, aunque los diseños se pueden personalizar para adaptarse al proceso de moldeo. Sin embargo, existen diferencias entre los productos de fundición a presión y los de pulvimetalurgia que tienen implicaciones significativas en los costos.

Uso/rendimiento del material. Los productos de pulvimetalurgia tienen tasas de desechos más bajas, lo que es una gran ventaja cuando se trabaja con materiales de alto valor como el cobre y el acero inoxidable.

Procesamiento secundario. Las piezas fundidas a presión casi siempre requieren un recorte para eliminar las rebabas, además de algunas operaciones de mecanizado y posiblemente un tratamiento térmico. La mayoría de las piezas de metal en polvo requieren poco procesamiento secundario.

Consumo de energía. La fusión de metales consume mucha energía, más aún en el caso de materiales con puntos de fusión más altos. Si bien la sinterización también consume mucha energía, es probable que el consumo total de la sinterización sea menor en comparación con la fundición.

VI. Aplicaciones

Muchos de nosotros jugamos con coches Matchbox cuando éramos niños. Este es un ejemplo de fundición a presión. La carcasa metálica del coche tiene una forma compleja que se adapta bien a este proceso. (Lamentablemente, los coches Matchbox ahora son de plástico). Otros usos más importantes de la fundición a presión a lo largo de los años incluyen: logotipos en coches, fundición a presión de ruedas de tren y bielas en motores de dos tiempos.

VII. Considere ambos procesos

Tanto la pulvimetalurgia como la fundición a presión son procesos que casi alcanzan la forma final (aunque consideramos que la pulvimetalurgia produce piezas con una forma final real). Sin embargo, en muchos casos, la pulvimetalurgia ofrece ventajas claras sobre la fundición. Las ventajas del proceso de pulvimetalurgia son particularmente evidentes cuando se trabaja con materiales de alto valor y alto punto de fusión. Tenga en cuenta que este proceso de metalurgia ofrece una mayor flexibilidad en el uso de materiales, lo que amplía sus posibilidades de diseño para piezas de automóviles y otras aplicaciones.